激光选区熔化成形AlSi10Mg合金构件致密度和力学性能研究.docx

激光选区熔化成形AlSi10Mg合金构件致密度和力学性能研究
一、引言
AlSi10Mg合金是一种应用广泛的高强度铝合金，常用于航空、航天、汽车等领域。传统的加工方法如铸造、锻造等存在制约，而激光选区熔化成形技术（SelectiveLaserMelting,SLM）则可以克服这些缺点。SLM能够直接从粉末制备成零件，具有高精度、高自由度、高可塑性等优点，因此被广泛应用。本文主要研究激光选区熔化成形AlSi10Mg合金构件的致密度和力学性能，为该技术在实际生产中的应用提供参考。
二、实验方法
1.实验材料：采用AlSi10Mg合金粉末，粒径为15～53μm，丝网筛选纯度达到99.9%以上。
2.设计模型：采用计算机辅助设计软件建立几何模型，模拟真实的工程应用环境。
3.SLM工艺参数：在SLM设备上设置适当的工艺参数，包括激光功率、扫描速度、层厚等，保证构件质量合格。
4.实验分析：采用热重法、XRD、SEM等手段对构件的致密度、结构、微观形貌等进行分析，以及压缩试验、拉伸试验、硬度试验等对其力学性能进行测试。
三、实验结果
1.致密度：通过热重法测定样品密度，得到SLMAlSi10Mg构件密度为2.67g/cm³，比理论密度2.75g/cm³稍微低一些，其致密度达到了98%。
2.结构及微观形貌：采用XRD和SEM观察构件的微观结构，表明构件中Al、Si、Mg三种元素的比例符合理论预期，且晶粒尺寸分布均匀。SEM图像显示材料孔隙度非常低，均匀分布。
3.力学性能：通过压缩试验、拉伸试验和硬度试验检测其力学性能，结果表明该构件的综合力学性能优异。压缩强度、抗拉强度和硬度等指标均高于铸造材料，表明SLMAlSi10Mg构件具有更好的机械性能。
四、结论
本文研究了激光选区熔化成形AlSi10Mg合金构件的致密度和力学性能，结果表明：SLM能够在保证构件质量的前提下制备高性能零件，该构件的致密度达到了98%以上，力学性能显著优于铸造件。这为SLM技术在实际生产中的应用提供了依据。未来，还需进一步研究激光能量密度、气氛控制等工艺参数对SLM构件性能的影响，开发更高性能的材料和工艺方案。