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

結果表明，新合金具有優異的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-柱狀晶雙峰結構。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，這些高穩定性納米顆粒可有效抑制合金在時效處理過程中的回復再結晶。

經300°C時效處理后，樣品的力學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