激光选区熔化增材制造Al-Mg-Sc-Zr铝合金不同热处理行为探究

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激光选区熔化技术（SLM）制备合金宏观上可具有复杂几何形状、微观上可呈现超细晶粒组织，特别适用于金属结构轻量化方向。Al-Mg-Sc-Zr合金作为一种可打印性良好的铝合金，具有强度高、密度低、可进一步热处理强化等特点。目前已有较多团队对激光选区熔化制备Al-Mg-Sc-Zr合金开展成形优化及时效热处理探究工作。然而，基于SLM制备Al-Mg-Sc-Zr合金固溶及固溶+时效热处理的相关工作目前罕见报道。

近日，广东省科学院新材料研究所激光制造团队利用激光选区熔化技术，成功制备了Al-Mg-Sc-Zr合金，探索并报道了SLM Al-Mg-Sc-Zr合金基于固溶、时效、固溶+时效等不同热处理状态的对比，并系统分析了Al-Mg-Sc-Zr合金不同热处理过程前后的微观组织演变、力学性能及拉伸断裂行为。

图1 SLM Al-Mg-Sc-Zr合金不同热处理行为探究

图2 不同热处理状态下SLM Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸变化

研究人员探究了不同热处理状态下Al-Mg-Sc-Zr合金的析出相及强化机制，确定时效状态下Al-Mg-Sc-Zr合金具有最高强度，其主要强化机制为细晶强化及第二相强化，时效后SLM Al-Mg-Sc-Zr合金抗拉强度达到528 MPa，延伸率为12.1%。

图3 SLM Al-Mg-Sc-Zr合金不同热处理前后力学性能对比

相关研究成果发表于材料科学领域期刊《Materials Science and Engineering: A》（中科院1区Top期刊，IF=6.044），广东省科学院新材料研究所为论文通讯单位。研究工作得到了Sciences Platform Environment and Capacity Building Projects of GDAS (2021GDASYL-20210102005) 等项目的资助。

论文引用：

Yifan Guo, Hanlin Liao, Cheng Chang, Xingchen Yan*, Zhaoyang Deng, Dongdong Dong, Qingkun Chu, Ying Deng*, Min Liu, Effects of solute atoms re-dissolution on precipitation behavior and mechanical properties of selective laser melted Al-Mg-Sc-Zr alloys, Materials Science and Engineering: A, (2022), 143870.

原文链接:

doi.org/10.1016/j.msea.2022.143870

来源：增材制造硕博联盟

SLM 断裂航空航天增材化机材料

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首次发布时间：2023-03-19