Iron Microalloying of LPBF Titanium Alloy at University of Science and Technology Beijing: As-Printed Strength Exceeds 1000 MPa with No Ductility Loss
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北京科技大学铁元素微合金化LPBF钛合金:打印态强度破1000MPa且塑性无损
10月11日,北京科技大学研究团队在Journal of Materials Science发表论文(DOI: 10.1007/s10853-026-13816-3),系统研究铁元素微合金化对Ti5553(Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr)近β钛合金激光粉末床熔融(LPBF)成形组织与性能的影响,为低成本高性能钛合金粉末设计提供新思路。铁是强β稳定元素、成本远低于钒和钼,其凝固偏析产生的生长限制效应可物理阻碍柱状晶推进:打印态柱状β晶平均宽度由102.69μm细化至54.56μm。添加1.5wt%铁后,打印态抗拉强度由864MPa提升至1016MPa、屈服强度由828MPa提升至1000MPa,延伸率保持18.9%,实现强度-塑性协同优化;固溶+时效态屈服强度可达1416MPa,较无铁合金提高约125MPa。该研究验证了以廉价铁元素部分替代钒、钼进行微合金化的可行性,为打印专用低成本钛合金牌号开发与粉末配方优化提供数据支撑,或推动增材制造钛粉从通用牌号向定制化牌号演进。对粉末采购商的价值:① 关注国内粉末企业基于该思路的低成本钛合金粉末新牌号进展;② Ti5553类近β钛合金粉末在航空起落架等高强构件场景的应用验证值得跟踪;③ 打印态强度破千兆帕且塑性无损,为钛合金打印件替代传统锻造件提供了性能依据。