激光选区熔化AlSi10Mg-0.6Er-0.4Zr成形组织及性能研究

【作者】 杨天野； 崔丽； 贺定勇； 郭星晔； 黄晖；

【机构】 北京工业大学材料与制造学部焊接与表面工程技术研究所；

【摘要】 AlSi10Mg合金是目前激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术应用最为成熟的铝基合金,其优异的SLM成形质量使其备受关注,然而目前SLM成形的AlSi10Mg合金力学性能还无法完全满足航空航天领域的需求。为进一步强化SLM成形AlSi10Mg合金的性能,采用预合金技术制备的AlSi10Mg-0.6Er-0.4Zr合金粉末,制备SLM成形试样,研究了激光能量密度对AlSi10Mg-0.6Er-0.4Zr合金SLM成形试样相对密度的影响,并与相同工艺参数条件下AlSi10Mg合金SLM成形试样的力学性能进行比较。研究结果表明,随着激光能量密度的增加SLM成形AlSi10Mg-0.6Er-0.4Zr试样的相对密度先增加后减少,相对密度最高可达99.1%,显微硬度为156.5HV0.1,相对于AlSi10Mg试样显微硬度提升了25.8%。Al Si10Mg-0.6Er-0.4Zr合金显微组织致密且均匀,岛状分布的α-Al基体由网状分布的共晶Si相包围。Al Si10Mg-0.6Er-0.4Zr试样的室温抗拉强度达到461MPa,屈服强度为304MPa,延伸率为2.3%,比相同工艺条件下Al Si10Mg合金试样抗拉强度和屈服强度分别提升了22.6%,26.7%。强度提升的主要原因是由于Er、Zr元素的加入细化了SLM成形试样的晶粒尺寸,起到了细晶强化作用。更多还原