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    西安交大劉思達教授團隊《MRL》:實現增材制造鋁合金強度與延展性協同提升!

    780   編輯:中冶有色網   來源:西安交大  
    2025-01-13 15:03:32
    激光粉末床熔融(PBF-LB)作為一種金屬增材制造(AM)工藝,廣泛用于復雜形狀合金部件的制造而備受關注。然而,適用于PBF-LB的輕質合金體系十分有限。目前,Al–Si(–Mg)系列鋁合金的PBF-LB研究較多,但力學性能仍難滿足要求。此外,對于變形鋁合金而言,盡管研究人員通過添加Sc、Zr、Ti等元素可抑制熱裂紋并細化晶粒,成本/大規模生產等因素卻限制其廣泛應用。因此,開發適用于PBF-LB的新型Al–Si系合金成為重要的研究方向。 晶粒細化和優化凝固路徑是提升PBF-LB的Al–Si系合金力學性能的關鍵,將鋁合金用細化劑運用于金屬增材制造面臨挑戰。為此,西安交通大學航天航空學院劉思達教授團隊研發了一種新型的Al–Ti–C–B(TCB)晶種合金細化劑,用以提升AlSi10Mg合金的力學性能。研究重點關注了TCB粉末改性的TM-AlSi10Mg合金的微觀組織和機械性能等方面。實現了極限抗拉強度從381± 7.3 MPa到479.2 ± 1.5 MPa以及延伸率從4.8 ± 1.2%到11.1 ± 0.7%的提升。相關的工作以題為“Uniting high strength with large ductility in an additively manufactured fine-grained aluminum alloy”的研究論文,發表在Materials Research Letters期刊上。西安交通大學為第一通訊單位。論文的共同第一作者為西安交通大學航天航空學院研究助理察文豪(導師:劉思達)和香港城市大學李干博士。論文的通訊作者為西安交通大學劉思達教授,南方科技大學朱強教授和山東大學劉相法教授。作者還包括:賀喜碩士研究生(南方科技大學),李杰博士生(山東大學),李道秀博士生(山東大學)。 論文鏈接: https://doi.org/10.1080/21663831.2024.2449175 本文利用山東大學劉相法教授團隊研發的Al-TCB晶種合金細化劑,用于Al-Si系合金的PBF-LB加工,在組織性能同步提升方面取得了顯著成效:僅通過簡單的機械混合工藝,成功實現了AlSi10Mg合金的晶粒的顯著細化,形成了熔池邊界細小等軸晶與熔池內部較大等軸晶的異質結構,平均晶粒尺寸約為2.8
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