有效的平台加热用于激光粉末床合的Al-Mn-Sc基合金
Dina Bayoumy1,2, Torben Boll3, Amal Shaji Karapuzha1,2
1Monash Centre for Additive Manufacturing, 15-17 Normanby Rd, Notting Hill, VIC 3168, Australia.
Materials (Basel, Switzerland)
|December 23, 2023
概括
在Al-Sc合金的激光粉床化 (LPBF) 过程中进行平台加热,有效地减轻残余应力并增强机械性能. 这种方法避免了加工后的热处理,通过动态纳米集群沉促进现场老化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 金工业是金工业的一个方面.
背景情况:
- 激光粉床聚变 (LPBF) 制造通常需要加工后的热处理,以减轻- (Al-Sc) 合金中的裂纹和残余应力.
- 平台加热是一种已知的策略,用于减少LPBF期间的残余应变.
研究的目的:
- 研究LPBF平台在200°C加热对高强度Al-Mn-Sc合金的残余应力,微观结构和机械性能的影响.
- 为了确定平台加热是否可以消除对LPBF Al-Sc合金的加工后热处理的需求.
主要方法:
- 系统地调查带有和没有平台加热的LPBF (35°C和200°C).
- 对残余应力减轻,微观结构 (纳米集群形成) 和机械性能 (拉力测试) 的分析.
- 在LPBF过程中的现场温度测量.
主要成果:
- 与未加热的构建相比,在200°C的平台加热显著减轻了过程诱导的剩余应力.
- 均分散的富含的纳米集群 (1.5-2 nm) 的动态沉是由平台加热引发的.
- 由于纳米集群的强化,拉力承压强度提高了20% (至522MPa),延展性保持 (高达18%),拉力承压强度提高了20%.
- 在现场温度证实适合Al-Sc合金的老化.
结论:
- 在200°C的LPBF平台加热有效地减轻了残余应力,并提高了Al-Mn-Sc合金的机械性能.
- 在现场通过动态纳米集群沉的老化加强了合金,可能消除了对LPBF后热处理的需求.
- 这种方法通过增材制造为高性能Al-Sc合金提供了简化制造途径.
