含Ti和B?C孕育剂增强Al2024合金激光粉末床熔融可加工性及力学性能研究

《Journal of Manufacturing and Materials Processing》：Effect of Ti and B4C Inoculation on the Microstructure and Mechanical Properties of Powder Bed Fusion Laser Beam Processed Al–Cu–Mg Alloy: Role of Process Parameters and Heat Treatment

　　

摘要

具有高比强度的铝合金在对性能要求严苛的航空航天和汽车应用中极具吸引力。然而，通过激光粉末床熔融（PBF-LB/M）加工高强度合金，特别是2xxx、6xxx和7xxx系合金，仍然因裂纹敏感性高而面临挑战。为克服这些限制，铝金属基复合材料（AMMCs）已成为一种有前景的替代方案。本研究探讨了含Ti和B₄C颗粒作为孕育剂的Al2024-RAM2的可加工性，这些颗粒在加工过程中促进原位反应。结合不同工艺参数组合和热处理对反应程度的影响，分析了其与所得显微组织和力学性能之间的关系。EBSD图谱显示，完全细小的等轴晶显微组织归因于凝固过程中由增强颗粒促进的柱状晶向等轴晶转变（CET），这些颗粒增加了形核位点的密度。在优化工艺条件和热处理下，相对密度达到约99.9%。所得材料的硬度为160 HV，抗拉强度超过480 MPa，延伸率接近10%。这些结果证明了增强策略在改善高强度Al2024基合金的PBF-LB/M可加工性方面的有效性，同时实现了强度和延展性的良好组合。