激光增材制造鋁鋰合金熱處理組織及TB相析出研究
鋁鋰合金具有密度低、比強(qiáng)度高和疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。激光增材制造技術(shù)通過(guò)原位冶金熔化及快速凝固逐層堆積，實(shí)現(xiàn)高性能大型無(wú)缺陷復(fù)雜金屬構(gòu)件的近凈成形，有效解決傳統(tǒng)制備工藝帶來(lái)的晶粒組織粗大、易偏析等問(wèn)題，同時(shí)具有制造成本低、生產(chǎn)周期短、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，有望為鋁鋰合金大型結(jié)構(gòu)件的快速制備提供一條新途徑。
鋁鋰合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，國(guó)外工業(yè)國(guó)家選用鋁鋰合金作為蒙皮、隔框、長(zhǎng)梁、火箭貯箱、鍛環(huán)、瓜瓣等航空航天構(gòu)件。
北京航空航天大學(xué)王華明院士課題組利用激光增材制造技術(shù)制備了尺寸達(dá)86mm×30mm×80mm鋁鋰合金厚板樣件，利用OM、SEM、TEM及XRD分析了其沉積態(tài)顯微組織及成分，優(yōu)化出沉積態(tài)鋁鋰合金時(shí)效前熱處理工藝，探究了TB相的時(shí)效析出行為。
增材制造用鋁鋰合金球形粉末 激光增材制造成形原理示意圖
結(jié)果表明：激光增材制造鋁鋰合金穩(wěn)態(tài)區(qū)顯微組織主要由存在于晶界和晶內(nèi)的條狀及塊狀富銅相以及充滿晶粒的棒狀TB(Al7Cu4Li)相組成;當(dāng)采用490℃×8h+515℃×4h雙級(jí)均勻化退火、520℃×1h固溶處理時(shí)，沉積態(tài)鋁鋰合金的成分均勻性提高。當(dāng)時(shí)效溫度為400℃時(shí)，TB相數(shù)量達(dá)到最大，增加溫度至 500℃時(shí)，TB相消失，合金顯微硬度隨著TB相的增加先急劇下降后逐漸升高，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。
研究人員表示，后續(xù)將在優(yōu)化激光增材制造鋁鋰合金成形工藝、熱處理組織性能調(diào)控等方面進(jìn)行更深入研究。
參考文獻(xiàn)： 中國(guó)光學(xué)期刊網(wǎng)
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