热处理对增材制造AlSi10Mg合金组织性能及残余应力的影响

• 作者: 唐鹏钧 陈冰清 闫泰起 楚瑞坤 郭绍庆 李沛勇
• 来源期刊: 科技导报
• 关键词: 增材制造 AlSi10Mg合金 热处理 显微组织 残余应力
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 专题:飞机材料及制造技术|Exclusive:Aircraft materials and manufacture technology
• 页码范围: 36-47
• 页数: 12页
• 语种: 中文

摘要

增材制造AlSi10Mg合金通常存在较大的残余应力,对材料的服役使用产生不利影响,故需要采用热处理对残余应力予以控制甚至消除.利用X射线衍射、光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、背散射电子衍射、维氏硬度和拉曼光谱试验,研究了成形态和退火态合金的显微组织、性能及残余应力.结果表明,成形态合金由过饱和Al固溶体和Si相组成,其中,Si相以网状共晶硅和弥散分布的纳米硅颗粒2种形态存在.同时,成形态合金的晶粒细小,其晶粒尺寸分布的d50值约为10.4 μm.250～300℃退火使合金元素从过饱和Al固溶体中析出,形成平衡相Mg2Si和Si相;且随着退火温度升高,合金元素析出越彻底.此外,退火还引起网状共晶硅和纳米硅颗粒粗化,促使晶粒长大并诱发再结晶.由于退火后合金中的细晶强化、固溶强化和弥散强化效果减弱,故合金的维氏硬度下降.然而,退火可以显著降低合金的残余应力,下降幅度达到60％～80％.因此,为更好地实现组织和性能调控,有必要针对增材制造铝合金的特点开发新的热处理制度.