开发SLM铝合金的新方法

发布者:匿名 2019-05-07 浏览量:2179

 

SLM 3D打印用户在最近出版的《选择激光熔化的高强度铝合金开发方法》中需要更好的金属选择。由于选择材料有限,研究人员没有看到SLM 3D P。打印技术达到了它的真正潜力,特别适用于汽车工业、航空航天、海洋、医疗和工程等领域。

轻质铝合金正变得越来越流行,并且非常适合SLM 3D打印。然而,这些类型的合金仍然是有限的,研究人员指出,3D打印的结果往往是平庸的,因此他们可以选择制造高性能铝合金。

Sc(钪)是一种金属元素,可以用来强化各种不同的合金,即使只是少量添加。

“在SLM过程中,尺寸为几百微米的熔池内的凝固速度可达到104–106k/s,这提供了将更多的SC捕获到固溶体中的可能性。经过随后的时效处理,超饱和SC在铝基体中分解成相应大体积分数的纳米Al3SC沉淀物,为沉淀硬化提供了巨大的潜力。

研究人员创造了一种简单的方法来模拟SLM打印过程并预测合金性能。采用楔型铸造和激光重熔方法模拟了SLM凝固过程。在此之后,研究人员能够在SLM 3D打印中对铝锰SC合金进行评估和验证。三元Al-Sc-Zr合金具有良好的使用硬化响应和热稳定性。锰还被选作另一种元素,以增加铝锆的性能。

激光再熔Al-Sc-Zr和Al-7Si合金在300℃下的时效曲线。插图显示了168小时老化样品的典型显微硬度压痕尺寸。未显示的误差条通常在±0.5 hv0.5范围内。

SLM制备的铝锰SC合金具有良好的激光加工性能,无凝固裂纹和明显的冶金缺陷。由于初生Al3(Sc,Zr)颗粒在熔池边界形成,SLM制备的铝锰Sc合金具有细小的柱状等轴双峰晶粒结构。

“一项TEM研究证实,在300°C下进行5 小时简单且工业上理想的直接后时效处理后,大量纳米Al3SC沉淀物的沉淀。直接时效铝锰SC合金的屈服强度高达570兆帕,断裂延伸率高达18%。”

直接时效处理和应变过程中没有波动可能是沿位错滑动面均匀分布沉淀物的结果。研究表明,像锰这样的溶质、纳米级Al3Sc的大量沉淀和“细粒”结构使其具有“卓越的品质”

虽然这项工作为SLM 3D打印提供了新的和改进的合金,但也创造了其他材料,如高熵合金、钛混合物和Ti6Al4V蜂窝结构。

a显示激光熔盐Sc-Zr合金横截面微观结构的背向散射电子束(BSE)图像;(b)显示激光熔盐区域(a)的高倍图像;(c)显示铸造区域(a)的高倍图像;(d)显示成分的EDS线扫描


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