文章标题:LPBF 制备 Al-Ce-Sc-Zr 合金的 短时时效组织演化与力学性能研究
文章作者:王贝贝 1,王朦朦 1,2,3,4,王刚 1,2,刘琪 1,2,顾贤科 3,4,费翔 3,4,张志 3,4,王冬晴 3,4
关 键 字:Al-Ce 合金;热力学计算;激光粉末床熔融;时效
文章摘要:
基于热力学计算设计了一种 Sc、Zr 微合金化的新型 Al-Ce 合金,并选取 Al-10%Ce-0.3%Sc-0.25%Zr(质量分数)作为目标成分,采用激光粉末床熔融(laser powder bed fusion, LPBF)技术进行制备。 结合 300 ℃等温时效硬化曲线,分析了合金成形态与 300 ℃时效 1h 后样品的显微组织和室温拉伸性能。 结果表明,300 ℃时效 1h 后,合金内部形成了由微米尺度 Al11Ce3 共晶相、纳米尺度 L12-Al3(Sc, Zr)析出相和纳米层错共同构成的层级组织。 与成形态相比,时效 1h后合金的屈服强度由(334.2±5.3) MPa 提高至(391.3±6.1) MPa,抗拉强度由(463.8±1.6) MPa 提高至(552.9±6.5) MPa,同时未造成明显塑性损失。其中,强度提升主要归因于 L12-Al3(Sc, Zr)析出相及层错结构对位错运动的有效阻碍,而塑性的保持则与时效过程中组织回复引起的局部应力缓解和变形协调性改善有关。