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文檔簡介
1、本文采用不同尺寸的SiC粉末與AlSi10Mg粉末,將兩種粉末均勻混合做為原始粉末,采用選區(qū)激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技術(shù)成功制備出多相增強(qiáng)Al基復(fù)合材料(Aluminum Matrix Composites,AMCs)。研究激光加工參數(shù)對SLM成形AMCs物相、致密度、顯微組織、顯微硬度及摩擦磨損性能的影響,探討SiC顆粒尺寸對SLM成形件組織及性能的影響,分析SLM成形過程中熔池內(nèi)原位反應(yīng)過程
2、及原位增強(qiáng)相的生長機(jī)制。
SiC顆粒與Al熔體發(fā)生反應(yīng)生成原位Al4SiC4增強(qiáng)相,SLM成形多相增強(qiáng)AMCs內(nèi)部增強(qiáng)相包括SiC顆粒,片形Al4SiC4結(jié)構(gòu),顆粒Al4SiC4結(jié)構(gòu)。當(dāng)激光能量輸入較低時(shí),原位反應(yīng)程度較低,Al4SiC4相生長不充分,試樣顯微組織均勻性較低,其致密度及性能較差。當(dāng)激光線能量密度為1000 J/m時(shí),原位反應(yīng)程度提高,SiC顆粒尺寸減小,片狀A(yù)l4SiC4增強(qiáng)相充分生長,顆粒Al4SiC4增強(qiáng)相
3、在集體中分布均勻,其密度可達(dá)理論密度的96%,顯微硬度高達(dá)214 HV0.1,摩擦系數(shù)和磨損率較小,分別為0.39和1.56×10-5 mm3 N-1 m-1。
隨著所添加SiC粉末顆粒尺寸的減小,SLM成形多相增強(qiáng)AMCs試樣的致密度及顯微組織均勻性逐漸提高,其顯微硬度及摩擦磨損性能均有得到提升。采用細(xì)顆粒SiC粉末(D50=5μm)時(shí),成形試樣致密度較高,內(nèi)部殘余SiC顆粒尺寸較小,分布均勻,試樣內(nèi)部片狀A(yù)l4SiC4增強(qiáng)
4、相生長充分,顆粒狀A(yù)l4SiC4增強(qiáng)相接近納米尺寸。此時(shí),試樣的顯微硬度達(dá)218.5 HV0.1,比采用粗顆粒SiC粉末時(shí)高出80%,摩擦系數(shù)及磨損率僅為0.34和2.94×10-5 mm3 N-1 m-1。
SLM成形多相增強(qiáng)AMCs試樣內(nèi)部原位增強(qiáng)相的生長受到所采用激光參數(shù)的影響。片狀A(yù)l4SiC4增強(qiáng)相的形成依附于SiC顆粒,隨著所輸入激光線能量的增加,片狀A(yù)l4SiC4逐漸長大。顆粒狀A(yù)l4SiC4增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的生長與激光
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