华南理工大学学报(自然科学版)

作者：马国楠, 张乐, 欧阳, 等

单位：1.中国兵器科学研究院宁波分院，浙江 宁波 3151002.东莞材料基因高等理工研究院，广东 东莞 5238083.内蒙金属材料研究所，内蒙古 包头 0140344.沈阳飞机工业（集团）有限公司，辽宁 沈阳 110850

关键词：选区激光熔化,铝基复合材料,工艺参数,界面反应,断裂行为

基金：内蒙古自然科学基金青年项目(2022QN05023);广东省基础与应用基础研究基金项目(2021A1515110525);宁波市自然科学基金项目(2022J318)

铝基复合材料具有硬度高、切削加工难度大的特点。为了实现高比强度、高比模量铝基复合材料的近净成形，该文利用激光增材制造技术制备了10%（体积分数）微米级SiC颗粒增强AlMgScZr复合材料，建立了激光能量密度、扫描速率与复合材料成形质量的对应关系，通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和万能试验机对微观组织和力学性能进行表征和测试，探讨了微米级SiC颗粒对选区激光熔化（SLM）成形铝基复合材料凝固组织和力学性能的作用机理。结果表明：在铺粉层厚为30 μm、扫描间距为0.12 mm、激光功率为260 W、扫描速率为1 000 mm/s的工艺参数下，可获得成形质量最佳的SiC/AlMgScZr复合材料，其致密度可达99.81%；激光熔覆过程中，SiC颗粒与Al基体之间发生了剧烈的界面反应，SiC颗粒尖角明显钝化，原位生成的微米级针状Al4SiC4条带与残余SiC颗粒形成混合增强结构；时效态SiC/AlMgScZr复合材料的抗拉强度为379 MPa、延伸率为12%、弹性模量为84 GPa，其断裂形式为Al基体的韧性断裂和Al4SiC4相的脆性解理断裂，大量交错分布的针状Al4SiC4条带是材料发生过早失效断裂的主控因素。

来源：2025年第1期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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