机械工程学报

作者：饶项炜, 顾冬冬, 席丽霞

单位：1. 南京航空航天大学材料科学与技术学院 南京 210016;；2. 江苏省高性能金属构件激光增材制造工程实验室 南京 210016

关键词：激光技术,铝合金,选区激光熔化,组织与性能；

基金：国家自然科学基金重点（51735005）、国家重点研发计划（2016YFB1100101、2018YFB1106302）和江苏高校优势学科建设工程资助项目。

铸造铝合金具有优良的铸造焊接性能等优点，但是低硬度和较差的耐磨性能限制了其应用的范围，成形铝基复合材料构件是一种有效途径。采用选区激光熔化（Selective laser melting，SLM）增材制造技术成形碳纳米管增强铝基纳米复合材料（CNT/Al）构件，通过设置不同的激光参数，研究不同激光能量密度（η）下试样的致密化行为、物相和显微组织及其力学性能。研究表明：随着η从150 J/m增加至187.5 J/m，致密度从94.49%上升至99.83%。高能量密度增大了熔池的尺寸和温度，导致液相的黏度下降和润湿性能提高，使得液相均匀铺展，熔池间搭接程度上升以及孔洞等冶金缺陷减少，致密化程度上升。成形试样的主要物相为Al9Si和Si，碳纳米管（CNTs）外壁与基体发生原位反应生成了Al4C3，提高了界面稳定性。成形试样的硬度和耐磨性能与致密度变化表现为正相关。当η =187.5 J/m时，成形试样的平均显微硬度为164.3 HV0.2，摩擦因数下降至0.21，强度和延伸率分别为452 MPa和9.0%，表现出优良的力学性能。

来源：2019年第15期

《机械工程学报》期刊编辑部

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