选区激光熔化成形AlSi10Mg 合金力学性能稳定性研究

范晓东， 闵师领， 侯 娟， 黄海军

（上海理工大学 材料与化学学院，上海 200093）

选区激光熔化（selective laser melting，SLM）技术是通过高能量激光束，对预先铺覆的金属粉末按照预定的扫描路径将其完全熔化后冷却凝固并层层堆叠，从而成形的一种增材制造技术[1]。SLM 技术目前适用于多种金属材料，如不锈钢[2]、钛合金[3]、镍基合金[4]和铝合金[5]等的成形，并且，通过工艺优化后可使材料性能接近甚至优于传统成形样品[6-7]。对SLM 技术制备的金属进行性能优化和评估是增材制造领域的主要研究热点之一。

AlSi10Mg 合金属于Al-Si 系铸造铝合金，因其具有耐腐蚀、低密度、高比强度等优异的综合性能，被广泛应用于汽车和航空领域[8-9]。同时，AlSi10Mg合金中Al 和Si 的成分比例接近共晶点[10]，凝固区间较小，使得熔体具有良好的流动性[11-12]，因此，AlSi10Mg 合金比较适合用SLM 技术成形。目前，国内外学者已经通过优化工艺参数将SLM 成形的AlSi10Mg 合金的致密度提升至99.90%以上[13]，极大提高了SLM 成形AlSi10Mg 合金的质量。为了使SLM 成形AlSi10Mg 合金更好地满足使用性能要求，通常采用固溶后人工时效的热处理工艺对其进行组织与性能的调控[14]，合适的热处理工艺不仅能在强度下降较小的情况下极大地提升SLM 成形的AlSi10Mg 合金的塑性[15-17]，而且能有效地降低力学性能各向异性[18-19]，显著提升SLM 成形的AlSi10Mg 合金的综合力学性能。然而，对于实际生产过程中采用SLM 技术批量成形的AlSi10Mg 合金，即便使用相同的合金粉末、成形参数以及热处理工艺，由于试样在SLM 成形过程中的位置和方向不同，同样会造成成形后的试样之间存在不同的显微组织[20]，从而导致生产的同一批试样的力学性能存在差异。……