机械工程学报

作者：李鑫桐, 王帅, 杜佳鑫, 缪宇新, 陆皓, 徐济进

单位：1. 上海交通大学材料科学与工程学院 上海 200240;2. 上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室 上海 200240

关键词：激光熔化沉积,AlSi10Mg合金,氧化石墨烯,强韧化机理,溶剂蒸发法；

针对铝合金激光熔化沉积件强韧性差等问题，提出一种溶剂蒸发法制备具有粉末球形度高、流动性好、激光吸收率高且氧化石墨烯（Graphene oxide，GO）均匀分散的GO/AlSi10Mg复合粉末，采用激光溶化沉积技术（Laser melting deposition，LMD）分别打印AlSi10Mg成形件和GO/AlSi10Mg成形件，对比分析两种LMD成形件的微观组织和力学性能，探究GO调控AlSi10Mg合金成形件强韧性的机理。结果表明，添加0.1% GO的LMD成形复合材料抗拉强度提升了10.3%，延伸率提高了170%，硬度提高了5.8%，拉伸断口从脆性断裂特征转变成韧性断裂特征。GO在高能激光的作用下发生还原反应生成石墨烯，石墨烯对复合材料起到了晶粒细化的效果。拉伸试验过程中位错在石墨烯附近聚集并缠结，石墨烯在铝基体中的钉扎作用阻碍了位错的移动、促进了位错增殖，而且石墨烯与Al基体有较强界面结合，起到载荷转移和桥接作用。由于晶粒细化、位错强化、载荷转移强化以及桥接作用，提出的GO/AlSi10Mg激光熔化沉积技术提高了铝合金成形件的强韧性，为铝合金激光熔化沉积技术的应用和发展提供了有效技术手段。

来源：2023年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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