近日，江蘇科技大學(xué)許俊華教授等人在SCIENCE CHINA Materials發(fā)表研究論文，針對當(dāng)前應(yīng)用選區(qū)激光熔化(SLM)成形鋁合金強度較低的缺點，基于SLM技術(shù)熔體快速冷卻的技術(shù)特性，通過提升Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金中合金化元素的含量，設(shè)計高(Mg+Mn)和高(Sc+Zr)含量的SLM專用鋁合金，系統(tǒng)研究了合金的SLM成形性及時效處理對合金組織和力學(xué)性能的影響。

結(jié)果表明，新合金具有優(yōu)異的SLM成形性，最大相對致密度可達99.82%。SLM成形合金具有細小等軸晶-柱狀晶雙峰結(jié)構(gòu)。等軸晶晶界處有Al6Mn和Al3(Sc,Zr)納米顆粒析出，而柱狀晶晶界處只存在Al6Mn納米顆粒，這些高穩(wěn)定性納米顆粒可有效抑制合金在時效處理過程中的回復(fù)再結(jié)晶。

經(jīng)300°C時效處理后，樣品的力學(xué)性能獲得較大程度的提升，其屈服強度和抗拉強度均超過600 MPa，是現(xiàn)有已報道SLM成形鋁合金的最高值，并且保持較好的延伸率。細晶強化、固溶強化和Al3Sc納米顆粒析出強化的共同作用，是Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金具有高強度的主要原因。

圖1 激光熔化成形Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的力學(xué)性能。

文章信息

Geng, Y., Tang, H., Xu, J. et al. Strengthening mechanisms of high-performance Al-Mn-Mg-Sc-Zr alloy fabricated by selective laser melting. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1719-8