激光粉末床熔融(PBF-LB)作為一種金屬增材制造(AM)工藝,廣泛用于復(fù)雜形狀合金部件的制造而備受關(guān)注。然而,適用于PBF-LB的輕質(zhì)合金體系十分有限。目前,Al–Si(–Mg)系列鋁合金的PBF-LB研究較多,但力學(xué)性能仍難滿足要求。此外,對于變形鋁合金而言,盡管研究人員通過添加Sc、Zr、Ti等元素可抑制熱裂紋并細(xì)化晶粒,成本/大規(guī)模生產(chǎn)等因素卻限制其廣泛應(yīng)用。因此,開發(fā)適用于PBF-LB的新型Al–Si系合金成為重要的研究方向。
金屬結(jié)構(gòu)材料的高強(qiáng)度和大拉伸延性是其工程應(yīng)用的前提,特別是低溫環(huán)境所用材料的強(qiáng)-塑-韌性匹配尤為重要,以避免低溫脆性導(dǎo)致的災(zāi)難性事故發(fā)生。這通常要求合金不僅具有高的屈服強(qiáng)度(YS, σy > 1.0GPa),還要高加工硬化率(WHR, Θ)以實(shí)現(xiàn)大均勻延伸率(UE, ?u > 15%)和高抗拉強(qiáng)度(UTS, σUTS > 2.0GPa)。目前,廣泛使用的低溫合金(如316L不銹鋼)難以滿足上述要求,其原因在于它們使用的強(qiáng)化相(如BCC相、B2相等)體積分?jǐn)?shù)低且具有低溫脆性,急劇損失合金的塑韌性。