综述：铝合金粉末冶金烧结技术：致密化机制、微观结构演化与“加工 - 结构 - 性能”框架

《Advanced Composites and Hybrid Materials》：From oxide disruption to strength-ductility optimization: a review of sintering methods, microstructural evolution and mechanical properties of Al alloys

　　

摘要

铝合金粉末冶金技术为制造轻质、接近净成形形状的部件提供了一种有前景的方法，这些部件具有可控的成分和微观结构；然而，其更广泛的结构应用受到稳定的天然Al?O?氧化膜、不完全致密化以及颗粒间结合力较弱的限制。本文批判性地分析了传统的压力辅助烧结、场辅助烧结、微波烧结、闪速烧结、感应烧结和混合烧结方法对铝及其合金中氧化膜破坏、液相形成、孔隙消除、晶粒演化、沉淀行为及界面发展的影响。特别强调了加工过程与微观结构、性能之间的关系，这些关系决定了材料的硬度、抗拉强度、延展性、疲劳性能、耐磨性和断裂行为。通过比较纯铝、低合金铝（如Al-Cu/2xxx、Al-Mg-Si/6xxx、Al-Zn-Mg-Cu/7xxx、Al-Si/过共晶体系）以及基于铝的复合材料，研究表明最佳烧结方法取决于具体合金体系，而非通用方案。本文提出了一个统一的“加工-结构-性能”框架，将烧结策略与致密化机制、微观结构控制及机械性能联系起来。最后指出了关键的研究空白，包括对氧化网络的表征研究不足、延展性与疲劳性能之间的关联较弱、烧结参数标准化程度较低，以及需要为下一代烧结铝合金建立数据驱动的工艺流程图。

图形摘要