激光与CMT-P电弧复合增材构件的微观组织特征研究

作者：张志强^*; 李涵茜; 贺世伟; 路学成; 王浩; 张天刚^*

来源：材料保护, 2023, 56(10): 74-82.

DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0237

• 激光
• CMT-P
• 增材制造
• 显微组织
• 硬度

为了明确铝合金增材制造过程中的微观组织特征，以飞机结构常用的2024铝合金为研究对象，采用激光与CMT-P电弧复合增材制造技术成功地制备了2024高强铝合金薄壁构件。运用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等表征手段，研究了增材构件不同区域的微观组织特征，并探究了其对显微硬度的影响规律。结果表明：增材制造过程中独特的热循环特性使得薄壁增材件由熔池边界(MPB, melt pool boundary)、熔池区(MPZ, melt pool zone)和热影响区(HAZ, heat affected zone)3个特征区域交替出现的层带结构所形成。其中，MPB的显微组织为细小的等轴晶；MPZ底部的显微组织为细小的柱状晶，上部为粗大的柱状晶和等轴晶；HAZ的显微组织为粗大的等轴晶。试样内部主要析出相为S相(Al2CuMg)和θ相(Al2Cu),S相主要分布在晶界交叉部位和晶粒内部，θ相主要分布在晶粒边界。增材试样内部层间区域的显微硬度低于母材，主要归因于层间存在气孔以及晶界处存在较多的析出相。

• 单位
  天津职业技术师范大学; 中国民航大学