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高强度铝合金在激光粉末床熔化过程中气孔率和凝固裂纹敏感性的可打印性评价( Printability assessment with porosity and solidification cracking susceptibilities for a high strength aluminum alloy during laser powder bed fusion )
Y Cao HL Wei T Yang TT Liu WH Liao
增材制造的快速发展要求大量可印刷金属材料用于各种工程应用。采用激光粉末床熔化法(LPBF)对高强度铝合金AA2024的印刷适性进行了评价，并与目前广泛使用的AlSi10Mg进行了比较。采用不同的扫描策略和相邻轨迹的重叠率可以产生明显不同的凝固裂纹网络。根据重叠率的不同，裂纹扩展模式由纵向主导向横向主导转变。横向锯齿形裂纹的长度和扩展角具有很强的相关性，且均随相邻轨迹重叠率的增加而增大。表征结果表明，这些不同的裂纹扩展模式源于柱状晶组织，是在径迹运动的熔池所决定的局部凝固条件下产生的。为了更好地理解AA2024的印刷适性，利用唯象模型进一步研究了AlSi10Mg和AA2024的热循环特性和凝固条件。结果表明，在相同的LPBF扫描策略下，AA2024产生的熔池较小，且更容易出现熔融缺陷。在AA2024印刷适性评估的基础上，综合考虑热输入、重叠率和激光束扫描策略，提出了一种针对无裂纹LPBF结构的印刷方案。
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