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上海交大《JAC》：激光粉末床熔融制備強塑性匹配的鎂稀土合金！

2022-04-07 16:03:08 作者：材料科學與工程來源：材料科學與工程分享至：

Mg-Gd系鎂稀土合金通常要先在高溫下固溶熱處理，再低溫下人工時效處理才能獲得足夠的強度，本文通過激光粉末床熔融（laser powderbed fusion, LPBF）金屬增材制造技術直接制備了強塑性匹配的Mg-10Gd-0.2Zr鎂稀土合金。優異的強塑性匹配來源于打印態Mg-10Gd-0.2Zr合金的多尺度分級顯微組織：異質晶粒結構、晶內的層片狀亞結構和納米尺寸的析出相。此外，首次在打印態Mg-10Gd-0.2Zr合金中發現了大量晶內的塊狀β1相的反常析出。上述研究結果表明LPBF過程獨特的熱和應變歷史可用來選擇性調控析出相的種類、面積數密度、形貌和分布，從而調控力學性能。

上海交通大學材料科學與工程學院輕合金精密成型國家工程研究中心彭立明教授團隊以Mg-10Gd-0.2Zr（G10K, wt.%）為研究對象，研究了LPBF過程獨特的熱歷史對打印態G10K合金的顯微組織和力學性能的影響，并和半連鑄態合金進行對比。打印態G10K合金的屈服強度、抗拉強度和延伸率分別為203 ± 4 MPa，271 ± 4 MPa和10.3 ± 1.1%，而半連鑄態合金分別為146 ± 2 MPa，225 ± 5 MPa和7.0 ± 0.1%。上述成果以“Laser powderbed fusion of an age-hardenable Mg-10Gd-0.2Zr alloy with excellent strength-ductility synergy”為題在Journal of Alloys and Compounds期刊上在線發表，博士生鄧慶琛為第一作者，吳玉娟研究員和重慶大學張宇副教授為共同通訊作者。

全文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.164863

打印態G10K合金為細小等軸晶和粗大柱狀晶組成的異質晶粒結構：細小等軸晶的面積分數為3.88%，平均晶粒尺寸僅為3.2 ± 1.4 μm，無織構；柱狀晶的平均長度和寬度分別為69 ± 28 μm和18 ± 12 μm，柱狀晶內部存在層片狀亞結構且呈現較強的基面織構；打印態G10K合金內部小角度晶界比例更高，局部應變分布不均勻，平均KAM值更大。半連鑄態G10K合金由均勻的等軸晶組成，平均晶粒尺寸為30.4 ± 15.2 μm。