近日，江苏科技大学许俊华教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，针对当前应用选区激光熔化(SLM)成形铝合金强度较低的缺点，基于SLM技术熔体快速冷却的技术特性，通过提升Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金中合金化元素的含量，设计高(Mg+Mn)和高(Sc+Zr)含量的SLM专用铝合金，系统研究了合金的SLM成形性及时效处理对合金组织和力学性能的影响。

结果表明，新合金具有优异的SLM成形性，最大相对致密度可达99.82%。SLM成形合金具有细小等轴晶-柱状晶双峰结构。等轴晶晶界处有Al6Mn和Al3(Sc,Zr)纳米颗粒析出，而柱状晶晶界处只存在Al6Mn纳米颗粒，这些高稳定性纳米颗粒可有效抑制合金在时效处理过程中的回复再结晶。

经300°C时效处理后，样品的力学性能获得较大程度的提升，其屈服强度和抗拉强度均超过600 MPa，是现有已报道SLM成形铝合金的最高值，并且保持较好的延伸率。细晶强化、固溶强化和Al3Sc纳米颗粒析出强化的共同作用，是Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金具有高强度的主要原因。

图1 激光熔化成形Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的力学性能。

文章信息

Geng, Y., Tang, H., Xu, J. et al. Strengthening mechanisms of high-performance Al-Mn-Mg-Sc-Zr alloy fabricated by selective laser melting. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1719-8