研究背景

　　激光選區(qū)熔化是近年來快速發(fā)展的一種金屬材料增材制造技術(shù)。由于其逐層重熔和凝固的成形工藝特點(diǎn)，激光選區(qū)熔化制備的合金組織容易呈現(xiàn)明顯的各向異性，主要表現(xiàn)為晶粒、熔池形態(tài)在不同方向存在差異(如圖1)。

　　圖1 激光選區(qū)熔化AlSi10Mg合金金相組織和EBSD形貌三維視圖

　　合金組織的各向異性會(huì)對其力學(xué)性能產(chǎn)生影響。因此，研究掌握組織各向異性對激光選區(qū)熔化AlSi10Mg合金斷裂韌性的影響規(guī)律，有助于該技術(shù)和材料的應(yīng)用。

　　創(chuàng)新研究

　　中國航發(fā)北京航空材料研究院3D打印研究與工程技術(shù)中心采用激光選區(qū)熔化技術(shù)制備了AlSi10Mg合金試件。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等觀察和分析退火態(tài)合金的顯微組織;利用萬能材料試驗(yàn)機(jī)和疲勞試驗(yàn)機(jī)測試退火態(tài)合金的室溫拉伸性能和平面應(yīng)變斷裂韌度KIC(圖2);利用測試過程中的載荷-裂紋開口位移曲線計(jì)算不同開口方向緊湊拉伸試樣的J積分和裂紋張開位移值(crack tip opening displacement，CTOD)。