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选区激光熔化WC/AlSi10Mg复合材料的微观组织和疲劳性能
叶寒 张坚强 黄俊强 刘勇 选区激光熔化 显微组织 疲劳行为
为提高选区激光熔化(SLM)成形AlSi10Mg合金的疲劳性能,采用WC/AlSi10Mg复合材料粉末制备试样,采用OM和SEM观察了AlSi10Mg复合材料试样的微观组织,利用显微硬度计和高频疲劳实验机研究了AlSi10Mg复合材料试样的显微硬度和疲劳性能.结果表明:熔池内部及边缘不同的凝固条件使两处晶粒生长形态各不相同,熔池边界为胞状晶,内部为树状晶.熔池边界到内部分为粗晶区,热影响区,细晶区三个区域,对应的平均α-Al基体尺寸分别约为1.5μm,1.0μm,0.6μm,平均共晶Si宽度约0.5μm;对应的Al-Si共晶含量分别为(40±3)%,(37±4)%,(30±2)%,但均远小于室温下平衡态Al-Si相图中共晶组织的含量,大部分Si以过饱和形式固溶于Al基体中.纳米WC富集在晶界,且部分WC发生溶解扩散式烧损.疲劳实验结果表明,试样局部存在严重夹杂,使得疲劳裂纹源萌生于试样次表层;试样断口具有解理断裂特征,试样高周疲劳寿命服从三参数威布尔分布,据此建立了选区激光熔化AlSi10Mg复合材料试样的寿命预测模型.
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