激光选区熔化成形制备高强Al-Mg-Sc合金的组织与性能

通过综合分析硬度、电导率与拉伸性能等宏观特性及微观形貌特征，探讨激光选区熔化成形（selective laser melting，SLM）工艺参数与后期时效处理对SLM制备Al-3.4Mg-1.08Sc合金的微观组织、过饱和度及第二相析出行为的影响机理。利用致密度与硬度的变化规律，最终优化得到最佳的SLM工艺参数与时效制度。结果表明：实验制备的Al-Mg-Sc合金的微观组织由超细等轴晶及其周围相对较粗的柱状晶组成，合金在金相显微镜下可观察到熔池堆叠的形貌特征；Al-Mg-Sc合金在基板温度35℃下最佳的SLM制备工艺为扫描速率1600 mm/s、激光功率370 W。300℃下最佳时效时长为12 h，经过峰时效处理后实验合金的屈服强度可达479.0 MPa。在SLM快速冷却条件下，Al-Mg-Sc合金内部形成过饱和固溶体，在制备与热处理过程中析出大量的纳米级Al3（Sc，Zr）粒子，使得Al-Mg-Sc合金具备优异的力学性能；细晶强化与第二相强化是SLM制备Al-Mg-Sc合金展现出优异性能的主要原因。