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3D打印Al-Fe合金

2022-02-13王祝堂

轻合金加工技术 2022年11期
关键词:合金化伸长率力学性能

Fe对95%以上的铝合金都是一种有害的杂质元素,例如含1.2%Fe的AlSi9Cu3MgFeZn(A380、A226)合金在较慢冷却时(1 K/s~10 K/s),相当于压铸的冷却速度,组织中的β-AlFeSi相呈片状或针状,其抗拉强度仅160 MPa,伸长率很低,只有0.7%,因为合金中的富Fe中间相大到好几百微米,造成应力集中。可是3D打印用的选择性激光熔炼(SLM)合金的显微组织却非常细密,富铁中间相尺寸小于1 μm,合金的力学性能显著改善,屈服强度达220 MPa,伸长率1.9%,甚至可达5.3%。

可此可见,对选择激光3D打印铝合金粉来说,Fe是一种有益的合金化元素,由于此工艺的冷却速度很快,可形成细密的显微组织。奥地利有色金属公司(Almag)和其合作伙伴设计和制备了含Fe量高的3D打印用铸造铝合金和变形铝合金,其化学成分及力学性能见表1及表2。

表1 对比合金及含Fe量高的3D打印合金的化学成分(质量分数/%)

表2 3D打印合金的力学性能

(王祝堂)

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