高强度耐磨热压成型铝合金（无裂纹高强度铝合金成形新工艺）

高强度耐磨热压成型铝合金（无裂纹高强度铝合金成形新工艺）此外，由于冷却速率较高，试样的显微硬度随着VED的增加而逐渐增加。XY平面的显微硬度高于XZ平面，这是因为其显微组织更细。由于复杂的热梯度和Al3(Sc，Zr)颗粒的存在，SLM试样微观结构呈柱状和细晶粒交替出现。最大极限抗拉强度为329 MPa，伸长率为9.7%，最大弯曲强度为166.67 J/ mm3。EPMA观察表明，Cu、Si、Sc和Zr元素在基体中均匀分布，无偏析存在。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.intermet.2020.107008增加的体积能量密度（VED）导致SLM打印的Al-Cu-Si-Sc-Zr试样的致密化水平更高。在VED为166.67 J/mm3时，可获得98.44%的相对密度。孔隙的形成机制强烈依赖于能量的输入，这可以通过合金化、工艺参数的优化来杜绝。微裂纹的产生并不遵循特定的方向，而是由局部应力集中引起的。XRD结果表明，试样

导读：本文系统地研究了选区激光熔化（SLM）Al-3.48Cu-2.03Si-0.48Sc-0.28Zr合金，重点强调了其显微组织演变、力学性能和相应的冶金缺陷。结果发现，SLM试样密度与激光参数有很强的相关性。由于晶粒细化，打印态试样的X光衍射峰变宽，衍射峰也因试样的晶格畸变而向更高的值移动。微观结构呈柱状和细晶粒交替出现，归因于复杂的热梯度和成核剂Al3(Sc，Zr)颗粒的存在。最大极限抗拉强度为329 MPa，伸长率为9.7%，最大弯曲强度为166.67 J/ mm3。该研究为今后无裂纹高强韧铝合金的设计提供了有益的指导。

铝合金因其高比强度、优异的疲劳性能和良好的损伤容限而广泛应用于航空航天、运输和航海。然而，传统方法和精密加工不仅增加了生产周期，导致生产效率显著降低，而且给零件的自由设计带来困难。选区激光熔化作为一种常用的增材制造技术，可用于生产功能多样的金属零件。由于高冷却速率(~105 K/s)下会出现许多非平衡现象，反而可用于微结构改性。目前为止，SLM技术已被证实适用于Fe基合金、Ti基合金和Ni基合金。凭借其高设计灵活性、生产效率和制造能力，SLM成为制造铝合金部件最有潜力的技术路线。

如今，铝合金的SLM面临一系列挑战，如流动性差、激光反射率高、凝固范围大和热裂纹敏感性。目前，大多数关于SLM的文献主要集中在铝硅系列合金上，然而，SLM打印的铝硅合金普遍面临强度和延展性低的问题。为此，学者们越来越有兴趣拓宽性能窗口，探索空SLM铝合金的新组成空间。

为了获得最大化的微合金化效果和降低生产成本，近日，中南大学的李瑞迪团队对Al-3.48Cu-2.03Si-0.48Sc-0.28Zr合金粉进行制备和SLM加工，期望Si、Sc和Zr的组合能够获得一种适合于SLM的铝合金，并对相应的显微组织演变、致密化行为和冶金缺陷进行了系统的研究。研究成果以题为“Selective laser melting of Al-3.48Cu-2.03Si-0.48Sc-0.28Zr alloy: Microstructure evolution properties and metallurgical defects”发表于期刊《Intermetallics》。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.intermet.2020.107008

增加的体积能量密度（VED）导致SLM打印的Al-Cu-Si-Sc-Zr试样的致密化水平更高。在VED为166.67 J/mm3时，可获得98.44%的相对密度。孔隙的形成机制强烈依赖于能量的输入，这可以通过合金化、工艺参数的优化来杜绝。微裂纹的产生并不遵循特定的方向，而是由局部应力集中引起的。

XRD结果表明，试样经SLM后由于晶粒细化，衍射峰变宽，打印态试样晶格畸变导致α-Al衍射峰向更高值移动。

由于复杂的热梯度和Al3(Sc，Zr)颗粒的存在，SLM试样微观结构呈柱状和细晶粒交替出现。最大极限抗拉强度为329 MPa，伸长率为9.7%，最大弯曲强度为166.67 J/ mm3。EPMA观察表明，Cu、Si、Sc和Zr元素在基体中均匀分布，无偏析存在。

此外，由于冷却速率较高，试样的显微硬度随着VED的增加而逐渐增加。XY平面的显微硬度高于XZ平面，这是因为其显微组织更细。

综上所述，本文系统地研究了Al-3.48Cu-2.03Si-0.48Sc-0.28Zr合金的选区激光熔化，重点研究了其显微组织演变、力学性能和相应的冶金缺陷，为今后无裂纹高强韧铝合金的设计提供了有益的指导。