金属学报

作者：孙腾腾, 王洪泽, 吴一, 汪明亮, 王浩伟

单位：1.上海交通大学 材料科学与工程学院 金属基复合材料国家重点实验室 上海 200240；2.上海交通大学 安徽(淮北)陶铝新材料研究院 淮北 235000

关键词：激光粉末床熔化,2024Al合金,原位自生TiB₂颗粒,热处理,拉伸性能,

基金：国家自然科学基金项目(52075327);国家自然科学基金项目(52004160);上海市青年科技英才杨帆计划项目(20YF1419200);上海市自然科学基金项目(20ZR1427500);淮北市重大科技项目(Z2020001);上海同步辐射光源BL13W1线站项目(2020-SSRF-PT-012107)

采用激光粉末床熔化(laser powder bed fusion，L-PBF)工艺制备含2% (质量分数)原位自生TiB2颗粒的2024Al-2%TiB2合金和难打印2024Al合金，研究了TiB2颗粒对经固溶(510℃处理1 h后水冷)和T6 (固溶处理后人工时效)热处理后增材制造2024Al合金组织和室温拉伸性能的影响。由于L-PBF冷却速率较快以及TiB2颗粒的添加，2024Al-2%TiB2合金微观组织以等轴晶为主，平均晶粒尺寸约为5.8 μm。T6热处理之后，2024Al合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为(261.3 ± 4.3) MPa、(252.6 ± 2.5) MPa和(0.3 ± 0.1)%；2024Al-2%TiB2合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到(458.2 ± 6.5) MPa、(398.4 ± 2.7) MPa和(3.4 ± 0.4)%；2种合金中析出大量均匀分布、尺寸细小的长条状析出相。T6态2024Al-2%TiB2增材制造合金的抗拉强度与2024Al增材制造合金相比提高75.5%，其强度与2024Al锻造合金强度相当。合金的主要强化机制是位错强化、晶界强化、析出相强化和TiB2颗粒带来的Orowan强化以及载荷传递强化，2种合金热处理后的拉伸断裂失效主要由缺陷控制。原位自生2024Al-2%TiB2增材制造合金成形性较好，经热处理后获得较高的综合室温拉伸性能。

来源：2023年第1期

《金属学报》期刊编辑部

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