【摘 要】
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激光选区熔化成形可以成形结构较为复杂的零件,且该加工手段制造出来的零件性能甚至可以与铸件媲美,基于这一点本文开展了基于激光选区熔化成形的Cu/Al Si10Mg合金性能优化工作,最终开发出成形效果好且强度较高的铝合金材料,随后进行了一定的稀土强化的探究试验。本文主要研究工作如下:（1）开展工艺试验研究,获得具有最佳致密度及较好表面形貌的Al Si10Mg成形样件。研究发现使用激光功率390w、层厚
【基金项目】
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江苏省重点研发计划（No.BE2014009）; 2019年陆航装备预先研究项目:基于拓扑优化的XXXXXXXXX3D打印技术研究
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激光选区熔化成形可以成形结构较为复杂的零件,且该加工手段制造出来的零件性能甚至可以与铸件媲美,基于这一点本文开展了基于激光选区熔化成形的Cu/Al Si10Mg合金性能优化工作,最终开发出成形效果好且强度较高的铝合金材料,随后进行了一定的稀土强化的探究试验。本文主要研究工作如下:（1）开展工艺试验研究,获得具有最佳致密度及较好表面形貌的Al Si10Mg成形样件。研究发现使用激光功率390w、层厚40μm、扫描间距80μm、扫描速度2250mm/s可以获得近乎全致密（99%以上）的Al Si10Mg合金样件,相较于目前研究中常用打印参数,该工艺参数明显效率更高;（2）利用球磨混粉方法获得成分均匀的Cu/Al Si10Mg粉末。通过EBSD检测发现加入Cu元素以后,样件晶粒明显细化。通过XRD测试合金内部大量生成Al2Cu,由于生成第二相尺寸过小,在透射电镜下并未得到其衍射图案,但是可见Si、Cu成分均匀分布于晶界上;（3）添加了Cu元素可以显著提升Al Si10Mg基合金的硬度及拉伸性能,其中拉伸强度最高可达468MPa。但过量的Cu元素会增加材料的脆性及打印开裂风险。同时随着Cu含量上升,成形样件延伸率由有下降趋势;（4）激光重熔作用会降低本试验中铝合金的拉伸强度,但是相应的也会提高其塑性并降低孔隙率;（5）在已有Cu/Al Si10Mg粉末中混入50nm La B6会极大提高铝合金材料的硬度与脆性,研究发现纳米La B6颗粒的加入导致材料的拉伸性能下降。因而在选用纳米颗粒进行铝合金强化时需要考虑纳米颗粒与基体材料的浸润效果及晶粒细化效果,防止起到负面作用。
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