激光增材制造铝锂合金热处理组织及TB相析出研究

铝锂合金具有密度低、比强度高和疲劳性能好等优点,在航空航天领域得到广泛应用。激光增材制造技术通过原位冶金熔化及快速凝固逐层堆积,实现高性能大型无缺陷复杂金属构件的近净成形,有效解决传统制备工艺带来的晶粒组织粗大、易偏析等问题,同时具有制造成本低、生产周期短、材料利用率高等优点,有望为铝锂合金大型结构件的快速制备提供一条新途径。


  铝锂合金在航空航天领域的应用广泛,国外先进工业国家选用铝锂合金作为蒙皮、隔框、长梁、火箭贮箱、锻环、瓜瓣等航空航天构件。

北京航空航天大学王华明院士课题组利用激光增材制造技术制备了尺寸达86mm×30mm×80mm铝锂合金厚板样件,利用OM、SEM、TEM及XRD分析了其沉积态显微组织及成分,优化出沉积态铝锂合金时效前热处理工艺,探究了TB相的时效析出行为。

结果表明:激光增材制造铝锂合金稳态区显微组织主要由存在于晶界和晶内的条状及块状富铜相以及充满晶粒的棒状TB(Al7Cu4Li)相组成;当采用490℃×8h+515℃×4h双级均匀化退火、520℃×1h固溶处理时,沉积态铝锂合金的成分均匀性提高。当时效温度为400℃时,TB相数量达到最大,增加温度至 500℃时,TB相消失,合金显微硬度随着TB相的增加先急剧下降后逐渐升高,呈负相关关系。

研究人员表示,后续将在优化激光增材制造铝锂合金成形工艺、热处理组织性能调控等方面进行更深入研究。

      

 增材制造用铝锂合金球形粉末         激光增材制造成形原理示意图

全文链接:http://www.opticsjournal.net/Articles/abstract?aid=OJ1805210000808DaGdJ

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