發(fā)布時(shí)間：2021-02-03 02:55

　　采用物理方法混合納米WC與AlSi10Mg鋁合金粉末,利用選區(qū)激光熔化成形技術(shù)（SLM）制備WC/Al基復(fù)合材料試樣。通過金相顯微鏡、掃描電鏡、拉伸試驗(yàn)等對(duì)比同種工藝制備的AlSi10Mg試樣及WC/Al基復(fù)合材料試樣的性能,分析納米WC對(duì)其微觀組織形成、演變及力學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),復(fù)合粉末球形度好,粒度分布均勻。WC/Al基復(fù)合材料試樣硬度（HV）約為158.9,屈服強(qiáng)度達(dá)到337.8 MPa,抗拉強(qiáng)度高達(dá)514.0 MPa,相比沉積態(tài)試樣分別增加了14.6%、4.7%、6.3%。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

AlSi10Mg鋁合金和納米WC顆粒粉末形貌

圖1 AlSi10Mg鋁合金和納米WC顆粒粉末形貌表3為AlSi10Mg鋁合金粉末與復(fù)合材料粉末粒度分析表。可以看出,復(fù)合材料粉末的等效直徑D10、D50和D90都比原始的AlSi10Mg鋁合金粉末的等效直徑大。另外體積平均直徑D[4,3]與面積平均直徑D[3,2]也都有所增大,這可能是由于納米WC顆粒具有極大的比表面能,粒子吸附力增強(qiáng),導(dǎo)致納米WC聚集在AlSi10Mg鋁合金粉末周圍,使顆粒的等效直徑增大,但沒有出現(xiàn)明顯粉末團(tuán)聚和粒度過大現(xiàn)象,故該粉末能夠滿足試驗(yàn)設(shè)備的工藝要求。

AlSi10Mg鋁合金與復(fù)合材料試樣的三維金相組織見圖3。兩組試樣組織致密,可明顯觀察到大量熔池、激光掃描的熔敷線、相鄰熔敷線的搭接區(qū)以及層間的重熔區(qū)。熔池橫向和縱向形貌呈各向異性,橫向平面可觀察到明顯的熔滴在平面上滾動(dòng)、延伸的結(jié)構(gòu),而縱向平面則表現(xiàn)為大量魚鱗/山峰并呈層狀分布;熔池間存在嚴(yán)重的交疊現(xiàn)象,未能呈現(xiàn)完整形貌。從兩組試樣的橫向和縱向組織可以得出,熔池邊界晶粒比熔池內(nèi)部更大。這是由于熔池內(nèi)部較低的溫度梯度與較高的凝固速度形成細(xì)小的晶粒;而熔池邊界上溫度梯度大、凝固速度小從而使得晶粒進(jìn)一步長大。從橫、縱向平面組織可以看出,AlSi10Mg鋁合金試樣熔池較為雜亂,深度、寬度不均勻,長度較短,寬度約為170.64 μm,熔池縱向呈倒山峰分布,深度約為197.85 μm;而復(fù)合材料試樣熔池排列整齊,熔池長度較長,寬度約為190.32 μm,熔池縱向呈魚鱗狀分布,深度約為138.71 μm。而激光光斑半徑約為75 μm,鋪粉厚度約為50 μm,分別小于熔池寬度和深度。這是由于在該工藝參數(shù)下,激光能量高,可熔化光斑周圍粉末,使熔池寬約為光斑直徑的2倍;激光穿透深度深,為層厚的2.5～3倍,使得各層均出現(xiàn)了多次重熔的情況,這也使得層間的結(jié)合更加緊密,有利于減少缺陷,提高成形品質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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