Er元素添加对SLM成型高强铝合金组织和性能的影响

为解决高强铝合金增材制造技术中遇到的高热裂倾向性问题,提出一种新的合金成分设计,即在传统的高性能Al-Zn-Mg-Cu铝合金中添加1.41 at.%Er(超过共晶成分点),并研究添加Er后对成型缺陷(裂纹、孔隙、变形等)、晶粒微观结构及力学性能的影响。结果表明,在适当的工艺参数下,选择性激光熔化(SLM)可以制备出无明显裂纹的、致密、高强度的Al-Zn-Mg-Cu-Er合金样品。X射线衍射仪(XRD)还发现,Al3Er相存在于Al-Zn-Mg-Cu-Er合金样品之中。结合Thermo-Calc软件的模拟结果及电子背散射衍射(EBSD)分析,认为超过共晶成分点的Er造成了Al3Er初生相的形成,后者可以作为α-Al理想的异质形核位点,并促使α-Al晶粒大量形核,引起平均晶粒尺寸的骤降、晶型由柱状晶向等轴晶转变、晶粒取向分布更随机,最终改善热裂倾向性、提升合金的强塑性。