钛合金因其高强度重量比和耐腐蚀性的良好结合而广泛用于航空航天领域。许多航空部件暴露在极端的工作应力状态和温度下，如果使用单一钛合金，在某些应用中可能会损害部件的性能。这个问题的一个潜在解决方案可能是通过场辅助烧结技术（FAST-DB）和随后的热锻（FAST-forge）固结粉末，在子部件区域组合不同的钛合金。在这篇论文中，近净形钛-钛合金演示部件由超大尺寸的AM粉末通过两步混合固态步骤制成；快速数据库和热锻。
1导言
钛具有高比强度和出色的耐腐蚀性，这使其成为航空航天领域的关键材料。然而，使用钛的一些应用在使用过程中会遭受多种失效机制的影响。例如，一些部件可能在某些区域需要高抗蠕变性，而在其他区域需要高抗疲劳性。因此，理想的解决方案是在部件的子区域使用不同的合金。然而，这种解决方案有两个主要挑战:第一个挑战是找到一种可以生产可靠的多材料组件的技术。第二是确保部件不会在不同合金之间的结合线处失效。
粉末冶金是制造多材料组件的一种方法，因为在布局过程中，粉末可以放置在定义的阵列中。最近，放电等离子烧结（SPS），也称为场辅助烧结技术（FAST），已被用于连接钛合金。Guillon等人【3】讨论了FAST相对于HIP的几个优势。例如，对于FAST来说，烧结过程的操作模式和控制更简单。此外，这是一种完全致密粉末的替代方法；它具有很高的再现性，并且模具可以在每次运行后回收。Suárez等人【4】指出，由于加热步骤中产生的高加热速率，FAST可以在不粗化微结构的情况下提高密度。
He等人【5】是第一批使用快速工艺焊接钛的作者之一，特别是焊接了两块固体钛块，而不是粉末。在连接中进行的机械测试结果表明，失效发生在靠近结合部的区域。Miriyev等人【6】进行了类似的实验，其中Ti-6Al-4V与AISI4330钢粘合。由于碳化钛的形成，两种材料之间的结合因脆性断裂而失效。vincente【7】使用FAST将钛合金CP-Ti等级2与Co-28Cr-6Mo结合在一起，并观察到界面粗糙度受两种材料硬度的影响。赵等人【8】研究了连接Ti-45Al-7Nb-0.3W预烧结坯料时温度、压力和时间对机械性能的影响。据观察，在较高的温度下，材料在基材中失效，而在较高的压力下，材料在结合界面处失效。马丁等人【9】使用一种创新的方法结合两种钛合金使用快速:该方法包括结合一个钛6A-4V三维结构由电子束熔化（EBM）CP-Ti 2级粉末。这种方法产生了密度为99.5%的完全固结部件。最近，Pope等人【10】通过FAST研究了不同合金粉末（如Ti-5553、Ti-6Al-4V和CP-Ti 2级）的扩散结合完整性，称为FAST-DB。这种异种合金的快速结合在拉伸试验中表现出优异的机械完整性，与结合区域相反，失效发生在强度最低的合金基材中。
FAST目前面临的挑战是直接获得航空航天应用所需的微结构和形状，而无需进一步加工。例如，Weston和Jackson【11】开发并证明了快速锻造的概念，该概念包括将通过快速制造的部件与锻造步骤相结合，以提供增强的机械性能。这种工艺使粉末只需两步固态步骤就能生产出接近最终形状的部件。卡尔弗特等人【12】证明了高强度合金Ti-5553快速锻造的有效性，其中常规（加40级）加工路线的微观结构与两步快速锻造相似。
本文的目的是论证Ti-6Al-4V和Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo这两种不同的快速DB钛合金预制件的快速锻造工艺路线。图1显示了FAST-DB组件的快速锻造流程示意图。
