选区激光熔化高强韧铝合金的异质结构调控及力学性能

摘要：

同时采用共晶成分设计和晶粒细化的策略,通过异质结构调控提升SLM成形的Al-Fe系列合金的强韧性.结果表明,SLM成形AlFe5合金呈现柱状粗晶和等轴细晶并存的组织结构,其中细晶的体积分数较低,整体显微结构未表现出明显的非均匀性;随着Zr元素的添加,SLM成形AlFe5Zr1合金中细晶体积分数增加,呈现粗、细晶交替分布的非均匀异质结构.同时,SLM成形AlFe5和AlFe5Zr1合金在纳米尺度均呈现胞状结构特征.这种纳米级胞状结构、过饱和Fe元素及高位错密度主导的强化机制使得SLM成形Al-Fe-Zr系列合金的屈服强度达400 MPa,且异质结构可进一步提升AlFe5Zr1合金的应变强化能力,使其抗拉强度达450 MPa.原位断裂韧性测试结果表明,异质结构可促使裂纹在扩展过程中发生偏折和尖端钝化,从而增加裂纹扩展阻力,使AlFe5Zr1合金具有优异的断裂韧性.

关键词：Al-Fe-Zr合金、选区激光熔化(SLM)、异质结构、力学性能

所属期刊栏目：58

分类号：TG146.2(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;中国博士后科学基金

在线出版日期：2023-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1509-1518