激光增材制造高强AlSi7Mg铝合金构件工艺与组织调控研究

作者：刘婷; 葛建彪

来源：应用激光, 2018, 38(03): 393-401.

DOI：10.14128/j.cnki.al.20183803.393

• 激光增材制造
• 选区激光熔化
• 铝合金构件
• 力学性能

基于选区激光熔化(SLM)工艺对AlSi7Mg铝合金构件进行激光增材制造实验,研究了激光能量密度对SLM成形AlSi7Mg构件致密化行为、显微组织,Si析出形态及力学性能的影响规律,明晰了AlSi7Mg合金SLM成形熔池内温度场和速度场等物理冶金机制,为激光增材制造AlSi7Mg构件显微组织调控和力学性能提升提供了理论基础。研究表明,随着激光能量密度由150J/m增至175J/m,激光成形构件的致密度由94.6%提升至近乎全密度(99.6%);但过高的激光能量输入(225J/m)则会导致致密度降低至99.0%。过高激光能量密度下,温度过高的熔池使得部分低熔点合金元素蒸发形成气孔是致密化程度下降的主因。激光增材制造AlSi7Mg构件中Si颗粒呈现良好的弥散分布状态,且形态十分细小,呈规则网状分布,但能量密度过高时Si颗粒会发生粗化,不利于合金强韧化。在优化的激光能量密度下(200J/m),激光增材制造AlSi7Mg构件力学性能获得显著提升,显微硬度达165HV,拉伸强度达475.8 MPa,延伸率达6.4%,比传统铸造或粉末冶金AlSi7Mg合金力学性能提高20%以上。

• 单位
  上海飞机设计研究院