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激光选区熔化镁合金成型工艺和组织性能研究
激光选区熔化镁合金成型工艺和组织性能研究
摘要：镁合金作为一种轻质高强度材料在航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用前景。然而，由于其低熔点和高反应性，传统的加工方法往往会降低其力学性能。因此，研究激光选区熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）镁合金的成型工艺和组织性能对于深入了解该材料的力学行为具有重要意义。本文综述了近年来激光选区熔化镁合金成型工艺和组织性能研究的进展，并针对其优势和局限性进行了分析和讨论。
1.引言
镁合金由于其比强度高、比刚度低和良好的抗冲击性，在航空航天、汽车制造和电子设备等行业中具有巨大的潜力。然而，由于镁合金的高反应性和低熔点，传统的加工方法往往会导致其物理性能下降和熔化缺陷的出现。与传统的加工方法相比，激光选区熔化技术具有无模具、可快速建造复杂结构、减少材料浪费等优点，因此被广泛应用于镁合金成型领域。
2.激光选区熔化成型工艺
激光选区熔化镁合金成型工艺是利用高能激光束将镁合金粉末熔化并逐层堆积形成所需形状的工艺。该工艺具有可选择性和定制性高、成形速度快和能量输入可调节等特点。然而，在实际应用中，需考虑激光功率密度、扫描速度、激光束直径、预热温度等多种参数对成型质量的影响。此外，应注意控制制样温度梯度和应力分布，避免产生裂纹和变形等缺陷。
3.激光选区熔化镁合金的显微组织
激光选区熔化镁合金的显微组织主要受到激光功率密度、扫描速度和制样温度等因素的影响。一般情况下，激光选区熔化镁合金的显微组织由完全溶解区、过渡区和基材区组成。完全溶解区主要为均匀细小的再结晶晶粒，过渡区为再结晶晶粒和原始晶粒的混合区，而基材区则为原始晶粒。
4.激光选区熔化镁合金的力学性能
激光选区熔化镁合金具有优异的力学性能。研究表明，激光选区熔化镁合金的抗拉强度和塑性均高于传统工艺制备的镁合金。这可以归因于激光选区熔化过程中生成的细小晶粒和均匀的显微组织结构。然而，由于激光选区熔化过程中易产生患点熔化和未熔化的缺陷，对力学性能的影响仍需进一步研究。
5.结论
激光选区熔化镁合金成型工艺和组织性能的研究对于推动镁合金材料的发展和应用具有重要意义。当前，虽然激光选区熔化工艺在镁合金成型中存在一些问题和挑战，但通过优化工艺参数和进一步了解其显微组织和力学性能，相信该领域的研究会取得更为深入和突破性的进展。
参考文献：
[1]LiY,ZhangM,LiC,etal.MicrostructureandmechanicalpropertiesofanAZ91Dmagnesiumalloyfabricatedbyselectivelasermelting[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2015,638:346-355.
[2]YanW,ZhangW,WangX,etal.SelectivelasermeltingadditivemanufacturingofTiC/Mgcomposites:towardscontrollingthemicrostructureandmechanicalproperties[J].JMechBehavBiomedMater,2017,76：128-138.
[3]NiuS,LiuJ,DuW,etal.InfluenceofscanningstrategyonthemicrostructureandtensilepropertiesofselectivelasermeltingAZ91Dmagnesiumalloy[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2019,272:116354.