TiAl系金属间化合物以其优良的高温性能，成为应用前景最为广阔的轻质高温结构材料。但限制其应用的最主要因素为其室温脆性和较差的加工性能。传统制备方法有：铸造或粉末冶金法。
图1.Ti 及γ-TiAl成型温度范围比较
为什么制备TiAl合金困难？
一切从相图说起，整个相变过程：
L——α+β——α+γ——α2+γ
图2.Ti-Al二元相图
①Al元素挥发问题：
从相图上看想要得到目标化合物。Al元素含量应该控制在35%-48%之间，但在热源刺激下Al极易挥发。因此通常的思维是根据预计的挥发量计算熔融过程中要增加Al元素含量。但是简单的补偿Al含量不一定就生成TiAl，也有可能是TiAl3，且EBM过程可能造成整体结构Al元素含量或成分相不均匀现象。
②裂纹问题：
环境温度保持在大约1120℃，组织为γ+α相，而冷却过程时α转变成α2相。
α2相以薄片状贯穿到γ相中，这个过程中极易出现裂纹（原因是自身滑移系少，两相错配度差，相变应力等因素）。因此缓冷(1100℃直至室温的冷却速度控制)是必须的，保证α2相缓慢顺利的贯穿。
为什么选择EBM？
①成型过程始终在真空环境（10-3Pa）——有利于防止O、N元素的侵入而破坏材料的室温力学性能；
② EBM过程处于真空环境保证散热慢，及电子束的往返扫描预热可以将快速成型环境温度控制在900-1100℃之间，即上文提出的γ+α相保持温度。成型过程温度变化分布均匀，有助于减少应力，有效防止其变形开裂。
图3.涡轮叶片
Arcam公司的γ-TiAl基涡轮叶片的制备使用，证明了这项技术的可靠性。
源自《中国增材制造》
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