退火温度对激光选区熔化AlSi10Mg合金微观组织及拉伸性能的影响
发布时间：2021-07-28 06:19
详细研究了退火温度对激光选区熔化成形AlSi10Mg合金微观组织和拉伸性能的影响规律。结果表明,退火后的激光选区熔化成形AlSi10Mg合金组织中网状共晶Si发生断裂、粗化;随着退火温度升高,网状共晶Si发生球化,以颗粒状均匀分布在Al基体中,且弥散二次Si粒子也逐渐溶解消失。激光选区熔化成形AlSi10Mg合金经退火后,其延伸率大幅提高,拉伸断口表现出韧性断裂特征。在270～280℃下退火2h,延伸率分别达到15.7%（X/Y向）和12.7%（Z向）以上,且强度保持在一个较高的水平（300MPa）,实现了强度/塑性的良好匹配。通过拉伸试样断口分析,认为导致裂纹源萌生的主要原因是未熔粉体、气孔及氧化物等缺陷。
【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
AlSi10Mg合金粉末形貌
nPbSnO<0.010.034<0.01<0.01<0.010.094采用德国ConceptLaser公司生产的型号为XLine1000R的设备(图2)，进行AlSi10Mg合金激光选区熔化成形试验。激光扫描方式采用棋盘式扫描策略，如图3所示，将待打印零件模型分层后进行棋盘式分区，成形过程以特定顺序跳动扫描棋盘格，相邻棋盘格的激光扫描方向呈90°，该过程可有效降低零件局部热应力。激光选区熔化成形具体参数如表2所示。整个成形过程在氩气保护气氛下进行，成形舱内氧含量不大于0.1%。图1AlSi10Mg合金粉末形貌图2XLine1000R激光选区熔化成形设备图3激光扫描策略示意图表2AlSi10Mg合金激光选区熔化成形工艺参数层厚/μm光斑直径/mm激光功率/W扫描速度/(mm/s)扫描间距/mm400.1350～5001500～18000.15～0.18
备得到，粒径范围为10～53μm，化学成分如表1所示，粉末形貌如图1所示。可得，粉末球形度较高，测试结果达到91.5%，粉末颗粒表面平整，卫星粉较少，适用于激光选区熔化成形试验。表1AlSi10Mg合金粉末化学成分(质量分数)wt.%AlSiMgTiNiMn余量9.670.34<0.01<0.01<0.01CuFeZnPbSnO<0.010.034<0.01<0.01<0.010.094采用德国ConceptLaser公司生产的型号为XLine1000R的设备(图2)，进行AlSi10Mg合金激光选区熔化成形试验。激光扫描方式采用棋盘式扫描策略，如图3所示，将待打印零件模型分层后进行棋盘式分区，成形过程以特定顺序跳动扫描棋盘格，相邻棋盘格的激光扫描方向呈90°，该过程可有效降低零件局部热应力。激光选区熔化成形具体参数如表2所示。整个成形过程在氩气保护气氛下进行，成形舱内氧含量不大于0.1%。图1AlSi10Mg合金粉末形貌图2XLine1000R激光选区熔化成形设备图3激光扫描策略示意图表2AlSi10Mg合金激光选区熔化成形工艺参数层厚/μm光斑直径/mm激光功率/W扫描速度/(mm/s)扫描间距/mm400.1350～5001500～18000.15～0.18
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂结构与高性能材料增材制造技术进展[J]. 刘伟,李能,周标,张国栋,梁家誉,郑涛,熊华平. 机械工程学报. 2019(20)
[2]选区激光熔化成形碳纳米管增强铝基复合材料成形机制及力学性能研究[J]. 饶项炜,顾冬冬,席丽霞. 机械工程学报. 2019(15)
[3]激光选区熔化AlSi10Mg合金微观组织及力学性能研究[J]. 柯宇,马盼,马永超,刘玉柱,张积琛,刘泽亚,赵亮,张世凯. 应用激光. 2019(02)
[4]选区激光熔化技术制备金属材料研究进展[J]. 张家莲,李发亮,张海军. 激光与光电子学进展. 2019(10)
[5]选区激光熔化成形AlSi10Mg组织与拉伸性能的各向异性研究[J]. 侯伟,陈静,储松林,王修专,杨志逸,张毓祺,滕伟斌. 中国激光. 2018(07)
[6]扫描方式与预热温度对激光选区熔化制备大尺寸AlSi10Mg合金性能的影响[J]. 孙靖,朱小刚,王联凤,程灵钰,张成林. 机械工程材料. 2017(10)
[7]铝合金激光增材制造技术研究现状与展望[J]. 李帅,李崇桂,张群森,孙帅,王恩庭. 轻工机械. 2017(03)
[8]激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展[J]. 赵志国,柏林,李黎,黄建云. 航空制造技术. 2014(19)
[9]铝合金在航天航空中的应用[J]. 张钰. 铝加工. 2009(03)
[10]6082和ZL101铝合金低熔共晶测试与分析[J]. 刘仁培,董祖珏,潘永明. 焊接学报. 2005(10)
硕士论文
[1]激光选区熔化成形AlSi10Mg合金的显微组织与力学性能研究[D]. 余开斌.华南理工大学 2018
[2]选区激光熔化AlSi10Mg温度场及应力场数值模拟研究[D]. 李雅莉.南京航空航天大学 2015
本文编号：3307400
【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
AlSi10Mg合金粉末形貌
nPbSnO<0.010.034<0.01<0.01<0.010.094采用德国ConceptLaser公司生产的型号为XLine1000R的设备(图2)，进行AlSi10Mg合金激光选区熔化成形试验。激光扫描方式采用棋盘式扫描策略，如图3所示，将待打印零件模型分层后进行棋盘式分区，成形过程以特定顺序跳动扫描棋盘格，相邻棋盘格的激光扫描方向呈90°，该过程可有效降低零件局部热应力。激光选区熔化成形具体参数如表2所示。整个成形过程在氩气保护气氛下进行，成形舱内氧含量不大于0.1%。图1AlSi10Mg合金粉末形貌图2XLine1000R激光选区熔化成形设备图3激光扫描策略示意图表2AlSi10Mg合金激光选区熔化成形工艺参数层厚/μm光斑直径/mm激光功率/W扫描速度/(mm/s)扫描间距/mm400.1350～5001500～18000.15～0.18
备得到，粒径范围为10～53μm，化学成分如表1所示，粉末形貌如图1所示。可得，粉末球形度较高，测试结果达到91.5%，粉末颗粒表面平整，卫星粉较少，适用于激光选区熔化成形试验。表1AlSi10Mg合金粉末化学成分(质量分数)wt.%AlSiMgTiNiMn余量9.670.34<0.01<0.01<0.01CuFeZnPbSnO<0.010.034<0.01<0.01<0.010.094采用德国ConceptLaser公司生产的型号为XLine1000R的设备(图2)，进行AlSi10Mg合金激光选区熔化成形试验。激光扫描方式采用棋盘式扫描策略，如图3所示，将待打印零件模型分层后进行棋盘式分区，成形过程以特定顺序跳动扫描棋盘格，相邻棋盘格的激光扫描方向呈90°，该过程可有效降低零件局部热应力。激光选区熔化成形具体参数如表2所示。整个成形过程在氩气保护气氛下进行，成形舱内氧含量不大于0.1%。图1AlSi10Mg合金粉末形貌图2XLine1000R激光选区熔化成形设备图3激光扫描策略示意图表2AlSi10Mg合金激光选区熔化成形工艺参数层厚/μm光斑直径/mm激光功率/W扫描速度/(mm/s)扫描间距/mm400.1350～5001500～18000.15～0.18
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂结构与高性能材料增材制造技术进展[J]. 刘伟,李能,周标,张国栋,梁家誉,郑涛,熊华平. 机械工程学报. 2019(20)
[2]选区激光熔化成形碳纳米管增强铝基复合材料成形机制及力学性能研究[J]. 饶项炜,顾冬冬,席丽霞. 机械工程学报. 2019(15)
[3]激光选区熔化AlSi10Mg合金微观组织及力学性能研究[J]. 柯宇,马盼,马永超,刘玉柱,张积琛,刘泽亚,赵亮,张世凯. 应用激光. 2019(02)
[4]选区激光熔化技术制备金属材料研究进展[J]. 张家莲,李发亮,张海军. 激光与光电子学进展. 2019(10)
[5]选区激光熔化成形AlSi10Mg组织与拉伸性能的各向异性研究[J]. 侯伟,陈静,储松林,王修专,杨志逸,张毓祺,滕伟斌. 中国激光. 2018(07)
[6]扫描方式与预热温度对激光选区熔化制备大尺寸AlSi10Mg合金性能的影响[J]. 孙靖,朱小刚,王联凤,程灵钰,张成林. 机械工程材料. 2017(10)
[7]铝合金激光增材制造技术研究现状与展望[J]. 李帅,李崇桂,张群森,孙帅,王恩庭. 轻工机械. 2017(03)
[8]激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展[J]. 赵志国,柏林,李黎,黄建云. 航空制造技术. 2014(19)
[9]铝合金在航天航空中的应用[J]. 张钰. 铝加工. 2009(03)
[10]6082和ZL101铝合金低熔共晶测试与分析[J]. 刘仁培,董祖珏,潘永明. 焊接学报. 2005(10)
硕士论文
[1]激光选区熔化成形AlSi10Mg合金的显微组织与力学性能研究[D]. 余开斌.华南理工大学 2018
[2]选区激光熔化AlSi10Mg温度场及应力场数值模拟研究[D]. 李雅莉.南京航空航天大学 2015
本文编号：3307400
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