美国研究人员使用选择性激光熔化生产一种超强可变形的铝合金

高强度铝合金在增材制造过程中容易产生热裂纹,限制了其应用。美国研究人员一直在探索使用选择性激光熔化 (SLM) 来生产一种超强、可变形的铝合金,该合金由纳米级金属间化合物强化。该合金由 Al92Ti2Fe2Co2Ni2 组成,机械性能显著改善。

美国研究人员使用选择性激光熔化生产一种超强可变形的铝合金

背散射扫描电子显微镜 (SEM) 图像显示了使用 300 W 激光打印的 Al92Ti2Fe2Co2Ni2 合金的概览微观结构。(图片来源:Shang 等人)

微观结构分析表明,该合金由形成玫瑰花结的纳米级金属间化合物薄片群组成。这些玫瑰花结的厚度在熔池的不同区域各不相同,有助于该合金的强度超过 700 MPa。熔池边界附近的细小玫瑰花结主要由 Al3Ti 和 Al9(Fe,Co,Ni)2 组成,对于提高机械性能至关重要。

高角度环形暗场扫描透射电子显微镜 (HAADF-STEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 表明细小的玫瑰花结具有 Al3Ti 核心,并交替存在 Al3Ti 和 Al9(Fe,Co,Ni)2 层。熔池中心的粗玫瑰花结包含较厚的金属间化合物层和富含 Al9(Fe,Co,Ni)2 的胞状沉淀物。

原子探针断层扫描 (APT) 分析表明,过渡金属 (TM) 在基体中分布均匀,由于快速凝固,其浓度超过了其平衡固溶度。这种微观结构排列会产生很大的背应力,有助于提高合金的强度和变形能力。

总之,通过SLM在铝合金中引入纳米级金属间化合物为实现适用于高性能应用的超强和可变形材料提供了一种有前途的方法。

您可以通过下方链接阅读完整的研究论文,题为“利用纳米级金属间化合物增材制造超强可变形铝合金” 。
https://www.nature.com/articles/s41467-024-48693-4

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