The improved understanding of the factors that control microstructure and properties of TiAl alloys is reviewed together with current work aimed at developing both wrought and cast products. It is suggested that the choice of alloy composition is perhaps far simpler than the complex literature would suggest and the factors that underlie alloy choice will be explained. These factors include the processability of the alloy as well as the properties and examples will be given where this dual approach of defining both processability and properties is central to the successful application. In addition other aspects of processing that will be discussed include cost-effective processing, accuracy of compositional control and control of processing conditions appropriate for the specific alloy. Some current applications of TiAl components are summarised before considering some of the challenges still remaining for TiAl-based alloys.

Porous gelatin scaffolds with microtubule orientation structure were manufactured by unidirectional freeze-drying technology, and their porous structure was characterized by scanning electron microscopy. Scaffolds with tunable pore size and high porosity up to 98% were obtained by adjusting the concentration of the gelatin solution and crosslinking agent during the preparation process. All the porous gelatin scaffolds exhibited oriented microtubule pores, with width and length from 50 to 100 μm and 100 to 500 μm, respectively. Meanwhile, the properties of the scaffolds, such as porosity, water adsorption ability and compressive strength, were studied. In vitro enzymatic degradation results showed that the absolute weight loss of the gelatin scaffolds exhibited an increasing trend from low to high gelatin concentration used to prepare gelatin scaffolds; in vitro cell culture results indicated that the porous gelatin scaffolds were non-toxic to cartilage cells, since the cells spread and grew well.

Direct laser fabrication (or LENS) has been used to build up solid samples from powders of the alloy Ti–6Al–4V. The effects of processing conditions, such as laser power, scan speed, powder feed rate, etc. on the microstructure of the build have been assessed. It has been found that Ti–6Al–4V is very susceptible to the formation of columnar grains during laser deposition. Long columnar grains dominate the microstructure of the laser-deposited Ti–6Al–4V alloy for a large range of laser powers and are formed for all but very high laser powers. The scale of columnar grains also increases with decrease of the laser scan speed and when other parameters are maintained constant. For the lowest powers used a change from a near fully dense product to a very porous structure is found. The laser-fabricated Ti–6Al–4V has a basket weave microstructure and the size of the α and β laths increases with increase of laser power and decrease of scan speed. During the addition of the new layers, there is a tendency for coarsening of the α and β laths in the re-heated region near the top of the previous layer. This effect is most obvious in the area where heat extraction is rapid, such as the region near the substrate and is not obvious when the whole region remains hot, as occurs towards the top of the sample. In this region, the α/β laths coarsen throughout the whole of each layer. It is shown that the influence of the substrate in acting as a variable heat sink makes prediction of the effects of altering process variables on the microstructure very difficult.

Additive manufacturing, or 3D printing, has brought tremendous opportunities for the design and making of metallic components with high geometrical complexity. However, in order to maximize the performance and functionality of a specific part, the additive manufacturing industry currently still faces fundamental issues of material processability and limited mechanical properties. Here, we report a high strength in-process and post-process friendly Al alloy specifically developed for the selective laser melting (SLM) process, one of the most commonly used additive manufacturing techniques. We found that the introduction of Mn and Sc as major strengthening elements significantly improved the processability of the Al alloy and its corresponding mechanical properties due to the rapid solidification nature of the SLM process. The developed alloy demonstrates an exceptional high thermal stability, which enables the utilization of a very simple post heat treatment to relieve the residual stresses generated during the SLM process, maintain a high solid solution strengthening effect from Mn and simultaneously achieve exceptional precipitation strengthening from a high density of nano-sized Al3Sc precipitates. We created a new high strength Al alloy with a yield strength of up to 560 MPa and a ductility of about 18% after a simple industrially desirable post heat treatment of 5 h at 300 °C. The highly enhanced alloy properties, good processability and simple post heat treatment of the developed alloy offers tremendous benefits for the fabrication of complex high performance lightweight engineering components made by SLM.