選區激光熔化Al-Zn-Mg-Sc 合金組織與性能研究

謝芳浩，李加南，鄧聲華*，李衛榮

（1.江西鎢業控股集團有限公司，南昌 330000；2.江西理工大學材料冶金化學學部，江西 贛州 341000；3.東莞宜安科技股份有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引 言

選區激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）是一種典型的增材制造技術。近年來，SLM 發展迅速，已成為金屬材料增材制造的主流技術之一。SLM 首先通過軟件將三維模型二維化，利用高能激光束將平鋪的金屬粉末快速熔化并凝固，并逐層打印最終成形為立體零部件[1-2]。與傳統金屬材料成形工藝相比，SLM 技術具有成形精度較高、材料消耗少、可成形高復雜零部件等優點[3]。增材制造7xxx 系鋁合金因強度高、韌性好的特點，在航空航天領域具有巨大應用潛力[4]。目前，對傳統牌號的Al-Zn-Mg-Cu 合金SLM 成形性能的研究發現，其抗拉強度通常只有200 MPa，力學性能不及傳統變形鋁合金[5-7]。而且，由于SLM Al-Zn-Mg-Cu 合金中存在大量微裂紋，熱處理后的合金強度提高不明顯，限制了該體系合金的應用。Al-Zn-Mg-Sc 系合金屬于熱處理強化高強度鋁合金，稀土元素Sc 的加入，不僅能顯著地細化合金的晶粒和提高強度，亦能提高合金的抗熱裂性能，從而顯著地改善鋁合金的可焊性、抗蝕性以及抗中子輻射損傷作用[8]，在航空航天領域具有較好的應用前景。然而，目前關于Al-Zn-Mg-Sc 合金激光增材制造成形的研究較為匱乏。SLM 成形Al-Zn-Mg-Sc 合金組織與性能研究尚處于探索階段。

基于此，本研究采用SLM 技術制備Al-Zn-Mg-Sc 合金，研究SLM 打印工藝對合金冶金缺陷及組織性能的影響規律，并探索SLM 打印態合金的熱處理強化工藝，旨在為激光增材制造Al-Zn-Mg-Sc 合金未來工程應用提供理論和試驗依據。……