江西理工大学：增材制造7系铝合金的直接时效热处理及疲劳裂纹扩

　　原标题：江西理工大学：增材制造7系铝合金的直接时效热处理及疲劳裂纹扩展行为

　　激光粉末床熔融(LPBF)是近年发展起来的一种增材制造(AM)技术，通过使用激光束选区熔化连续的粉末层，能够制备具有复杂结构的部件。LPBF技术具有很多优点，诸如具有不需要模具，材料利用率高，生产所用周期短等优点。然而，Al-Zn-Mg-Cu合金熔化流动性差、反射率及热导率高使得其在LPBF加工过程中极易形成高孔隙率和裂纹，影响打印件的性能。

　　图1:不同工艺下的SEM形貌(a)打印态;(b)图a中白色方框局部放大图;(c)150℃×2h;(d)图c中白色方框局部放大图;(e)150℃×4h;(f)图e中白色方框局部放大图;(g)150℃×14h;(h)图g中白色方框局部放大图;(i)120℃×4h;(j)图i中白色方框局部放大图;(k)240℃×4h;(l)图k中白色方框局部放大图

　　此外，研究团队探讨了LPBF制备合金的疲劳裂纹扩展行为机理。研究结果表明，熔池边界对裂纹扩展路径无明显影响，晶粒取向、晶界、夹杂物会显著影响疲劳裂纹的扩展路径。裂纹尖端附近累积的位错会与第二相结合，阻碍疲劳裂纹的扩展。疲劳裂纹扩展存在穿晶和沿晶两种模式，当裂纹遇到高取向的晶粒时，容易发生偏转。应力比r越小或最大载荷Pmax越大，疲劳裂纹扩展速率更大，疲劳寿命越短。相关工作以“Microstructure, mechanical properties and fatigue crack growth behavior of an Al-Zn-Mg-Cu-Si-Zr-Er alloy fabricated by laser powder bed fusion”发表在《International Journal of Fatigue》上。李声慈副教授和Olanrewaju A. Ojo教授为论文通讯作者，李德华为论文第一作者。

　　图6 (a) SEM和(b) EBSD裂纹扩展路径；(c) (b)中直线A的点对原点(累积)取向差和点对点(局部)取向差剖面图

　　图7 (a)裂纹长度与疲劳循环(a-N)曲线；(b)不同试样的的FCG速率比较；(c)疲劳裂纹扩展试验后试样的形貌疲劳裂纹扩展速度金属切削紫外线萤光灯