激光造铝新突破!晶粒细化+耐蚀翻倍,解密铝合金制造黑科技

360影视 欧美动漫 2025-04-07 18:51 1

摘要:摘 要随着现代制造业对材料性能和生产效率的追求,激光增材制造技术因其独特的优势成为研究热点。由于铝合金性能优异,激光增材制造铝合金得到了广泛应用。系统阐明了激光增材制造铝合金的微观组织、耐腐蚀性能、力学性能以及缺陷分析和未来发展趋势。探讨了四种不同类型的激光增

韩峰 1,2李春阳 1,2王彩妹 1,2黄继强 1,2张锐 1,2薛龙 1,2

(1. 北京石油化工学院 机械工程学院,北京 102617;2. 光机电装备技术北京市重点实验室,北京 102617 )

DOI:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.02.01

摘 要随着现代制造业对材料性能和生产效率的追求,激光增材制造技术因其独特的优势成为研究热点。由于铝合金性能优异,激光增材制造铝合金得到了广泛应用。系统阐明了激光增材制造铝合金的微观组织、耐腐蚀性能、力学性能以及缺陷分析和未来发展趋势。探讨了四种不同类型的激光增材制造铝合金的微观组织。研究表明,激光增材制造过程中的非平衡凝固和大温度梯度导致了与传统铸造工艺不同的微观结构。在耐腐蚀性能方面,激光增材制造铝合金表现出了较好的耐蚀性,这是由于激光增材制造铝合金微观结构的均匀性和晶粒细化而具有潜在的优势。在力学性能方面,激光增材制造铝合金因其细小的晶粒尺寸展现出优异的力学性能,并指出通过优化工艺参数可以进一步提高铝合金的性能。最后,指出激光增材制造铝合金在孔隙率和裂纹等缺陷控制方面仍面临挑战,并提出了未来的发展方向。

关键词 激光增材制造铝合金;微观组织;腐蚀;缺陷;力学性能

0引言

增材制造技术是一种基于三维计算机辅助模型数据,通过按顺序沉积材料层来生产三维物体的技术[1]。传统的金属制造包括设计、制模、熔化、铸造、粗加工、精加工等多个步骤。而现代金属增材制造技术所需要的时间更短,成本更低,生产效率更高。此外,传统铝合金制造过程往往受到几何复杂性、制造效率以及材料浪费等方面的限制,而激光增材制造技术的出现为解决这些问题提供了新的途径。目前,从经济角度来看,增材制造技术被认为是生产中小型产品的最佳选择。激光增材制造技术的发展历程如图1所示。

图1 激光增材制造技术发展历程Fig.1 Development history of laser additive manufacturing technology

增材制造技术是利用激光束熔化材料来对工件进行逐层加工,从而实现复杂结构的一次性成型,得到目标零件的方法。该方法具有高速成形、高精度、高灵活性和可塑性等特点,可显著提高制造效率和材料利用率。通过精确控制激光束的扫描路径,能够精确打印出复杂的几何结构。相比传统的铸造和机械加工方法,增材制造技术能够在较短时间内完成复杂结构的制造,大幅缩短产品的开发周期。此外,该技术实现了原材料的高效利用。在传统制造方法中,常常需要从块材中切割或刨削出所需零件,不仅耗时而且造成了大量的材料浪费。而增材制造技术采用逐层建造的方式,仅需在需要的位置上加材料,极大减少了材料浪费,从而提高了材料的利用率。

铝合金因其良好的加工性能、抗腐蚀性和导热性能等,在海洋环境、汽车制造、航空航天等领域得到了广泛应用[2-6]。近年来,激光增材制造技术在铝合金制造领域的应用逐渐普及,为该材料的生产提供了新的可能性。然而,激光增材制造铝合金能否满足实际工况需求,仍需对其力学性能、耐腐蚀性能以及制造过程中可能产生的缺陷进行系统评估。尽管激光增材制造技术为铝合金制造带来了诸多优势,但其广泛应用仍面临诸多挑战,包括材料性能的稳定性、制造工艺的优化、成本控制、表面粗糙度以及内部缺陷等问题。因此,深入探讨激光增材制造技术在铝合金制造领域的现状、挑战及未来发展趋势具有重要意义。本文旨在综述激光增材制造铝合金的力学性能、微观组织、耐腐蚀性能及其缺陷特征,以期为该技术的进一步发展和应用提供理论依据。本文的写作思路及框架如图2所示。

图2 文章框架图Fig.2 Article framework diagram

1激光增材制造铝合金微观组织

1.1 Al-Si合金

Al-Si合金具有流动性好、收缩率低和热裂性倾向小等特点,被广泛应用于零件制造中。然而,与传统铸造工艺相比,激光增材制造技术制备的Al-Si合金在非平衡凝固和较大温度梯度的作用下,其微观组织表现出显著差异[7-8]。激光增材制造Al-Si合金的典型微观结构主要由α-Al基体、富硅相和清晰的Al-Si共晶边界组成(见图3a)。图3b和图3c为激光粉末床熔融AlSi10Mg的反极图(Inverse Pole Figure,IPF),其微观结构以等轴晶粒为主。此外,由于柱状晶粒的存在,激光增材制造构件通常表现为各向异性特征[9]。图3d、图3e为Al-Si共晶边界的TEM图像,其中硅颗粒呈现随机取向,与周围的Al基质无特定的晶体学关系(见图3f)。从暗场TEM图像中可以看出,仅有少数硅颗粒在特定衍射条件下可见,这是由于它们与衍射束对齐所致。

图3 激光增材制造AlSi10Mg微观结构:(a)SEM图;(b)横截面IPF图;(c)纵截面IPF图;(d-e)TEM图;(f)d中区域衍射图[9-12]Fig.3 Laser additive manufacturing of AlSi10Mg microstructures:(a)SEM image,(b)Cross-sectional IPF image,(c)Profile IPF image,(d-e)TEM images,(f)(d)Diffraction pattern of the middle region[9-12]

Hadadzadeh等人[13]研究了激光增材制造工艺制备的AlSi10Mg铝合金的微观结构及强化机制。图4a为变形后沉淀物的EDS谱图及Mg2Si的EDS谱图。由图可知,位错在Mg2Si析出相周围发生弯曲,表明位错在通过这些析出相时受到了阻碍。这种相互作用表明Mg2Si析出相的存在增强了合金的强度。图4b进一步通过EDS面扫和点扫图谱证实了Mg₂Si析出相的存在[14-16]。

图4 (a)激光增材制造AlSi10Mg的STEM-BF图像及相应EDS面扫图,(b)Mg2Si沉淀物的EDS面扫图(箭头所示)[13]Fig.4 (a)STEM-BF image of laser additively fabricated AlSi10Mg and the corresponding EDS surface swept image,(b)EDS surface swept image of Mg2Si precipitates (indicated by arrows)[13]

1.2 Al-Cu合金

Al-Cu铝合金因其密度低、强度高等特性,在航空航天领域被广泛应用于150 ℃以下工作环境的高负荷构件制造,包括飞机结构件、蒙皮板、铆钉等关键部件[17]。Al-Cu合金的强化机制主要源于α-Al基质和沉淀相的协同作用。在沉淀演化过程中,Al-Cu合金的析出顺序为:SSS(过饱和固溶体)→GP区→亚稳态θ′′相→亚稳态θ′相→稳定θ相[18-20]。表1系统总结了激光粉末床熔融(L-PBF)技术制备Al-Cu合金的微观组织特征。通过显微结构表征发现,激光增材成形试样呈现典型层状组织特征[21]。沿着加工方向生长的柱状晶粒,且观察到灰色的细胞特征,这些是过饱和的初级α-Al,并且在晶粒内部发展出了细胞-枝晶结构。Hung等人[22]通过EBSD分析进一步揭示,柱状晶内部存在高密度亚晶界网络,晶粒生长方向呈现从熔池边缘(红色虚线)向熔池中心(绿色箭头指示)约45°的倾斜生长模式,这种定向凝固特征与熔池动态凝固过程的热流方向密切相关。

表1 Al-Cu合金的微观特征[21-23]Table 1 Microscopic characterisation of Al-Cu alloys [21-23]

大量的研究表明尽管L-PBF技术在复杂构件制造方面具有显著优势,但Al-Cu合金的高热裂敏感性严重制约其加工性能[24]。针对这一技术瓶颈,学界从多维度开展了创新性研究:在工艺优化方面,研究者通过设计L-DED中不同沉积策略改善了2024-Al合金的成形质量与组织均匀性[23];在微观组织调控方面,通过工艺参数优化、纳米形核剂掺杂、多元合金化以及后处理工艺创新等手段(见图1),有效细化了晶粒尺寸并优化了析出相分布[25-32]。试验结果表明,采用激光参数动态调控结合纳米TiB2形核剂引入,可使晶粒尺寸减小至3.8±0.5 μm;而分级固溶时效处理则能促使θ' 强化相体积分数提升至12.3%,显著提高材料力学性能。

1.3 Al-Mg合金

Al-Mg合金有优异的耐腐蚀性和可焊性,广泛应用于工业生产中。激光增材制造Al-Mg合金的研究主要集中在添加Sc和Zr元素对微观组织和力学性能的影响[33-34]。

在Al-Mg合金中加入Sc或Zr促进Al3Sc、Al3Zr形核剂的形成,有利于细晶强化。Spierings等人[35]研究了激光增材制造Al-Mg-Sc-Zr合金的晶粒形貌,发现其晶粒尺寸具有源于熔池温度状态的双峰分布。Wang等人[36]采用激光定向能量沉积(L-DED)技术,在不同冷却条件下制备了Al-Mg-Sc-Zr合金,结果表明较低的冷却速率促进了熔池边界处Al3Sc、Al3Zr沉淀相的形成,如图5所示。综上所述,在激光增材制造Al-Mg合金中添加少量元素,可以有效地改善增材制造铝合金材料性能。

图5 (a)样品中熔池上第二相颗粒的分布特征;(b)扫描电镜显示位于AC样品熔融边界处的一个富含Sc/Zr的颗粒;(c)Sc的EDS映射结果;(d)Zr的EDS映射结果;(e)EDS对颗粒的局部定量分析。Fig.5 (a)Characteristics of the distribution of the second phase particles on the melt pool in the sample;(b)Scanning electron microscopy showing a Sc/Zr-rich particle located at the melt boundary of the AC sample;(c)EDS mapping results of Sc;(d)EDS mapping results of Zr;(e)local quantitative analysis of the particle by EDS

1.4 Al-Li合金

Al-Li合金因其低密度、高弹性模量、优异的比强度和良好的抗疲劳裂纹扩展能力等特性,成为航空航天工业的优选材料。然而,传统铸造和加工技术在制备Al-Li合金时面临诸多挑战,如Li元素的高化学活性以及难以控制的微观结构等。激光增材制造技术为解决这些问题提供了新的途径,该技术能够实现快速凝固,细化晶粒尺寸,促进强化相的析出,并有效减少铸造缺陷(如气孔和缩孔),从而显著优化Al-Li合金的性能。

尽管如此,Al-Li合金的激光增材制造也面临着一些挑战,包括高激光反射率、低激光能量吸收率、易氧化倾向,以及由快速冷却和不稳定的热循环引起的不可预测的微观结构演变。这些因素都可能影响最终产品的力学性能。因此,研发适合Al-Li合金的激光增材制造工艺参数十分必要。

近年来,针对激光增材制造的Al-Li合金取得了研究。图6a、6b为增材制造Al-Li合金的微观组织主要由枝晶结构组成。图6c进一步揭示了不同形态的析出相,包括与基体分离的析出相、沿晶界沉淀的以及在熔池内部均匀分布的细小颗粒状析出相。此外,研究人员还探讨了热循环对微观组织的影响,如图6d~6m所示,热循环显著改变了Al-Li合金的微观结构和硬度,且促进了铜富集相的溶解以及TB(Al7Cu4Li)和T1(Al2CuLi)相的沉淀。

图6 (a-b)激光沉积Al-Li合金的凝固微观组织;(c)沉积的Al-Li合金EDS图;(d)激光增材制造Al-Li合金EBSD反极图;(e)T6热处理状态Al-Li合金EBSD反极图;(f-g)Al-Li合金沉积底部的TEM图;(h-m)热处理2 h,不同温度下微观组织[37-40]Fig.6 (a-b)Solidified microstructure of laser deposited Al-Li alloy;(c)EDS map of deposited Al-Li alloy;(d)EBSD antipodal map of laser additively fabricated Al-Li alloy;(e)EBSD antipodal map of Al-Li alloy in the T6 heat-treated condition;(f-g)TEM maps of the bottom of the Al-Li alloy deposition;(h-m)heat-treated for 2 h at different microstructures at different temperatures [37-40]

目前,大量研究聚焦于揭示Al-Li合金在不同加工参数下的微观结构演变规律,如枝晶结构、铜富集析出相和TB及T1相的形态,以及这些结构对材料硬度、抗拉强度和延伸率等力学性能的影响机制。在后续的研究中可以重点关注热循环对Al-Li合金微观结构和硬度的影响,以及快速凝固行为对Al-Li合金性能的作用。2 激光增材制造铝合金腐蚀性能

尽管激光增材制造铝合金在提升铝合金力学性能和柔韧性方面取得了显著成果,但关于其耐腐蚀性能的研究并不够深入。由于金属材料在多数环境中的腐蚀倾向,因此有必要对激光增材制造铝合金的耐腐蚀性能进行深入研究。

当前,众多学者已着手探讨热处理和激光增材制造铝合金耐腐蚀性能之间的关联。表2为热处理对激光增材制造铝合金耐腐蚀性能的影响。研究发现,对激光增材制造合金进行300 ℃的低温热处理会降低合金的耐腐蚀性能,这是因为这种热处理导致的微观结构变化不利于在样品表面形成保护性薄膜,从而加速了沿裂纹的Si网络腐蚀。相对而言,超过400 ℃的热处理则能减少选择性腐蚀的发生,因为高温退火促进了硅颗粒的聚集,改变了腐蚀形态,从而提高了耐腐蚀性能。此外,热处理还能通过改变合金的微结构来影响其腐蚀行为,例如400 ℃的热处理通常会引起硅颗粒的聚合和长大,这可能增加合金的腐蚀敏感性。

表2 热处理对激光增材制造铝合金腐蚀性能的影响Table 2 Effect of heat treatment on corrosion resistance of laser additively manufactured aluminium alloys

续表2

尽管激光增材制造铝合金效率高,但仍存在气孔率高、表面粗糙度大等问题,这使得增材制造技术工件在完全替代传统铸造金属方面面临挑战。为缩小这一差距并解决增材制造中的问题,一些研究对比了激光增材制造铝合金和传统铸造铝合金的性能[31,46-49]。不同加工方式制备的铝合金腐蚀性能如图7所示,可以得到如下结论:在微观组织方面,激光增材制造能产生具有细化晶粒和不同相分布的铝合金,这些微观结构特征对合金的耐腐蚀性能有显著影响;而传统铸造工艺可能导致较大的第二相颗粒和更粗糙的微观结构,特别是在存在缺陷的情况下,会进一步影响腐蚀行为。在耐腐蚀性能方面,激光增材制造的铝合金在优化工艺参数下展现出更优的耐腐抗性,这得益于微观结构的均匀性和细化,以及快速凝固过程带来的相分布改善。相比之下,传统铸造铝合金由于铸造过程中的缺陷而具有较低的腐蚀抗性。此外,无论是增材制造还是传统铸造,工艺参数的优化都是提高合金耐蚀性能的关键。因此,通过改进热处理、铸造工艺以及增材制造参数等措施,可以有效提升铝合金的耐蚀性能。

图7 激光增材制造铝合金与铸造铝合金腐蚀表征:(a)Al-Si合金在3.5% NaCl溶液中的极化曲线;(b)Al-Zn合金在3.5% NaCl溶液中的极化曲线;(c)Al-Cu合金在0.6M NaCl溶液中的极化曲线;(d)AlSi10Mg合金在3.5% NaCl溶液中的极化曲线;(e)激光增材制造Al-Si合金在3.5% NaCl溶液中浸泡45天的腐蚀形貌;(f)铸造Al-Si合金在3.5% NaCl溶液中浸泡45天的腐蚀形貌;(g)浸泡在3.5% NaCl溶液14天的铸造Al-Si合金SEM图像;(h)浸泡在3.5% NaCl溶液14天的激光增材制造Al-Si合金SEM图像[31,46-49]

Fig.7 Corrosion characterization of laser additively manufactured aluminum alloys and cast aluminum alloys:(a)Polarization curves of Al-Si alloy in 3.5% NaCl solution;(b)Polarization curve of Al-Zn alloy in 3.5% NaCl solution;(c)Polarization curve of Al-Cu alloy in 0.6M NaCl solution;(d)Polarization curve of AlSi10Mg alloy in 3.5% NaCl solution;(e)Polarization curve of Al-Si alloy in 3.5% NaCl solution Corrosion morphology of cast Al-Si alloy soaked in NaCl solution for 45 days;(f)Corrosion morphology of cast Al-Si alloy soaked in 3.5% NaCl solution for 45 days;(g)SEM image of cast Al-Si alloy soaked in 3.5% NaCl solution for 14 days;(h)SEM image of laser additive manufacturing Al-Si alloy soaked in 3.5% NaCl solution for 14 days[31,46-49]

为更加深入地研究激光增材制造铝合金的耐腐蚀性能及其影响因素,表3列出了该合金在不同介质中的电化学腐蚀参数,这些参数揭示了热处理、工艺参数、孔隙率、涂层技术和腐蚀介质浓度对腐蚀性能的具体影响。

表3 激光增材制造铝合金在不同环境下的腐蚀行为Table 3 Corrosion behaviour of laser additively manufactured aluminium alloys in different environments

综上所述,通过实施热处理、调整激光增材制造铝合金的工艺参数、应用涂层技术以及进行固溶处理等措施,可以有效改善激光增材制造铝合金的耐腐蚀性能。这些研究成果为提高激光增材制造铝合金的耐腐蚀性能以及推广增材制造铝合金的应用提供了理论支撑。

3激光增材制造铝合金力学性能

激光增材制造的铝合金晶粒细小,力学性能优于传统铸造铝合金[51-52]。在拉伸变形的初始阶段,传统Al-Si合金中的针状Si相往往引发局部剪切和快速开裂。然而,L-PBF技术形成的纳米共晶Si相能够有效抵抗局部剪切力,从而提升材料的延展性和强度。激光增材制造铝合金呈现出纳米级颗粒和固溶体形式的分层网络结构,这种结构能够阻碍位错滑移进而提高力学性能。合金的应变硬化行为反映了位错与控制强化沉淀相间的相互作用,其中位错运动的阻碍主要来源于溶质原子、沉淀物和晶界[53-54]。

3.1 抗疲劳性能

疲劳是承受循环载荷构件的普遍失效模式。除了激光增材制造的工艺参数外,材料的抗疲劳性还与孔隙率、表面处理和后热处理有关。Brandao等人[55]分析了AlSi10Mg的疲劳性能,发现气孔会显著降低零件的疲劳性能。Jian等人[56]指出,未熔化的粉末可能成为L-PBF AlSi10Mg合金中裂纹的起源。大多数疲劳失效源于试样表面或内部存在的孔隙,因此孔隙率对疲劳性能,尤其是在裂纹的萌生和扩展过程,具有明显的不利影响。

3.2 工艺参数和热处理对力学性能的影响

表4总结了不同工艺参数制备的不同系列铝合金的力学性能。结果表明,不同系列的铝合金由于化学成分的差异,其拉伸性能、屈服强度等力学性能表现出显著差异。

表4 激光增材制造不同材料的铝合金工艺参数和力学性能Table 4 Process parameters and mechanical properties of aluminium alloys for laser additive manufacturing of different materials

此外,热处理是改善激光增材制造铝合金力学性能的有效手段。表5总结了热处理参数(如温度、时间)和环境对激光增材制造铝合金力学性能的影响。研究结果表明,对基板进行预热、采用固溶处理和控制退火温度和时间都能显著改善激光增材制造铝合金的力学性能。例如,固溶处理可以促进强化相的均匀分布,而适当的退火处理则有助于消除残余应力并优化微观结构,从而提高材料的强度和韧性。

表5 激光增材制造铝合金的热处理和力学性能的研究Table 5 Heat treatment and mechanical properties of laser additively manufactured aluminium alloys

4激光增材制造铝合金的缺陷

高导热性、宽凝固范围、流动性差、高反射率等是铝合金增材制造的一些主要问题。目前为止,激光增材制造铝合金的性能由于缺陷的存在而变得不好控制。而对于生产过程中的缺陷,工艺参数和材料的成分等都会有所影响。对于构件的使用性能方面,各种形式的缺陷会影响最终的组件使用性能。因此,采用合适的措施来减少或消除激光增材制造铝合金的缺陷十分重要。

4.1 孔隙率

激光增材制造铝合金中常见的缺陷包括气孔和表面粗糙度较大等问题。研究表明,激光增材制造铝合金材料的表面粗糙度通常是铸造铝合金材料的4~5倍。孔隙缺陷是影响零件性能的关键因素之一,孔隙不仅降低了材料的密度,还可能成为裂纹的起始点,从而显著影响零件的疲劳寿命和力学性能。

Galy等人[80]发现,孔隙的存在与材料的密度和最终性能直接相关,影响零件的力学行为。然而,通过改变激光参数和制造工艺,可以有效减少孔隙的形成。例如,调整激光束重叠率和扫描策略可以控制孔隙率[81]。由图8可知,孔隙会显著降低了材料的力学性能[80-85]。研究人员提出了多种减少孔隙的策略:(1)优化激光参数。通过调整激光功率、扫描速度和层厚等参数,可以改善熔池的稳定性和材料的熔化效率,确保粉末充分熔化,减少孔隙的形成;(2)采用热等静压(HIP)处理。HIP处理通过施加外部压力和高温,促进孔隙内气体的逸出和材料的再结晶,从而有效封闭孔隙并提高材料的密度和力学性能[82];(3)材料预处理。例如,预干燥粉末可以去除粉末表面的湿气,减少气体膨胀导致的孔隙;使用表面活性剂或其他添加剂处理粉末,改善粉末的流动性和熔化行为,进一步降低孔隙率[83]。

图8 (a)激光增材制造铝合金拉伸变形行为;(b)激光增材制造铝合金应力寿命(S-N)测量值;(c-d)仅T6热处理和HIP处理下的50个内部孔隙;不同方向和不同后处理工艺下的力学性能:(e)维氏硬度,(f)屈服强度,(g)拉伸强度,(h)疲劳寿命[80-85]Fig.8 (a)Tensile deformation behaviour of laser-additively manufactured aluminium alloys;(b)Stress life (S-N) measurements of laser-additively manufactured aluminium alloys;(c-d)50 internal porosities under T6 heat treatment only and HIP treatment; Mechanical properties in different orientations and under different post-processing treatments:(e)Vickers hardness, (f)yield strength, (g)tensile strength, (h)fatigue life [80-85]

4.2 裂纹

裂纹是增材制造和焊接领域中的关键问题,直接影响最终产品的性能和可靠性。常见的裂纹类型包括冷裂纹、凝固裂纹和液化裂纹等。近年来,研究集中在理解裂纹形成机制并寻找有效的预防措施。

一些学者提出了关于凝固过程中裂纹形成的判据,包括晶粒间的分离、晶粒间的侧向生长以及晶界处的液态金属补给[86]。此外,研究还提出了合金在凝固过程中裂纹敏感性的指数,用于预测合金在铸造和焊接过程中的裂纹倾向[86]。针对焊接出的微观组织的变化,有研究探讨了铝合金焊接过程中晶粒结构的演变[87],揭示了焊接参数对晶粒生长方向和速率的影响,以及这些因素如何影响焊接接头的性能。研究特别强调了晶粒生长的各向异性对焊接过程中裂纹形成的潜在影响。

裂纹的形成还与工艺参数的选择密切相关。只有当能量密度正好达到最佳值或处于最佳范围内时,才能制造出无裂纹且致密的零件。此外,过快的冷却速率会加速热应变的发展并增加应力梯度,从而提高裂纹发生的风险[88]。因此,在设置工艺参数时,需避免过高的冷却速率,以减少裂纹的形成。

5总结与展望

本文综述了激光增材制造铝合金的微观组织特征、耐腐蚀性能、力学性能以及激光增材制造铝合金的缺陷等问题。结合本文,虽然激光增材制造铝合金取得了许多研究成果,但有些问题仍需从以下几个方面深入研究:

(1)针对激光增材制造铝合金的微观组织的研究,激光增材制造Al-Si合金产生的Mg2Si可以阻碍位错运动,能够改善力学性能。Al-Cu合金可以考虑采用固溶处理、使用纳米核剂和通过改善激光增材制造工艺来改善材料的微观组织。Al-Mg合金,可以添加其他元素来细化晶粒改善微观组织。Al-Li合金则可以重点关注热循环对Al-Li合金微观结构和硬度的影响,以及快速凝固行为对Al-Li合金性能的作用。

(2)针对激光增材制造铝合金的耐腐蚀性能的研究,可采用热处理、改变激光增材制造铝合金的工艺参数、涂层技术、及对材料进行固溶处理等措施改善腐蚀性能。

(3)针对力学性能的研究,可以不断优化激光增材制造铝合金的工艺参数,以进一步提高铝合金的力学性能,减少缺陷来适应更加复杂的工况。可以继续致力于解决激光增材制造铝合金的残余应力、晶粒粗大等问题,来提升材料的稳定性。

(4)此外,开发新型铝合金材料,特别是能够适应激光增材制造特点的合金,有助于拓展其在航空航天、汽车制造等领域的应用。建立更为完善的性能评估和测试标准,以准确评价激光增材制造铝合金的性能,为其在关键领域的应用提供科学依据。

来源:焊接之家WELDHOME

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