金属学报

作者：杨帆, 裴世超, 罗新蕊, 陈宇翔, 李宁宇, 常永勤

单位：北京科技大学 材料科学与工程学院 北京 100083

关键词：搅拌摩擦增材制造,Al-Si-Mg-Cu合金,焊后热处理,钩状缺陷,晶粒异常长大,

基金：国家自然科学基金项目(11775017);国家自然科学基金项目(51971021)

搅拌摩擦增材制造(friction stir additive manufacturing，FSAM)是一种先进的固相成形技术，目前研究主要集中在对铝合金、镁合金等的FSAM成形工艺进行参数优化以减少缺陷，从而替代传统有热源的成形方式，但对于成形过程中材料的微观组织演变研究相对较少。本工作以2 mm厚的6061铝板为基材，采用FSAM技术在垂直方向成功实现了多层无孔洞缺陷材料的构建。通过微观表征及性能测试研究了成形件沿构建方向的组织演变和力学性能变化规律。结果表明，成形区发生了动态再结晶，获得了细小的等轴晶粒，界面过渡区经历搅拌头的二次搅拌作用后晶粒进一步细化。成形区整体抗拉强度为母材强度的47.7%~55.2%，延伸率提高到母材的144.6%~148.8%，上、下板重叠界面由于经历多次热循环，力学性能较差。球状的α-Al(MnCrFe)Si在基体中起强化作用，FSAM过程中强化相的大量溶解是成形试样力学性能大幅下降的主要原因。经过520 ℃固溶1 h和165 ℃时效18 h热处理后，成形试样的力学性能显著提高，硬度略高于母材，抗拉强度恢复到母材的87.2%~91.9%。

来源：2025年第8期

《金属学报》期刊编辑部

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