多丝电弧增材制造Ta_1.5Mo_1.5Nb_0.5Zr₂Ti难熔高熵合金工艺优化

摘要

难熔高熵合金以其优异的高温性能在航空航天领域有着广泛应用。本工作采用多丝电弧增材制造工艺制备Ta_1.5Mo_1.5Nb_0.5Zr₂Ti难熔高熵合金，基于金相显微镜（OM）和高速相机等设备，探究基值电流、峰值电流和占空比对成形质量的影响规律，得到制备Ta_1.5Mo_1.5Nb_0.5Zr₂Ti合金的最佳工艺参数（基值电流100 A，峰值电流300 A和占空比35%）。金相表征显示，制备零件具有良好的成形质量，其未熔面积占比低于10%，孔隙率小于0.5%。为了解决不同丝材之间的熔点差异，采用热丝技术辅助高熔点Ta/Mo丝材的熔化。基于四丝同步非连续性液桥过渡形成共同熔滴的热力学机制，建立“单液滴预合金熔滴”的过渡模式。在该熔滴过渡模式下所沉积的零件宏观形貌良好，且具有较少的内部缺陷。通过熔滴受力分析，提出考虑重力、电磁力、等离子流力等关键因素的力学模型。本研究可为多丝电弧增材制造难熔高熵合金的制备提供工艺理论基础。

关键词

多丝电弧增材制造 / 难熔高熵合金 / 工艺参数 / 熔滴过渡 / 力学模型