激光粉末床熔融(PBF-LB)作为一种金属增材制造(AM)工艺，广泛用于复杂形状合金部件的制造而备受关注。然而，适用于PBF-LB的轻质合金体系十分有限。目前，Al–Si(–Mg)系列铝合金的PBF-LB研究较多，但力学性能仍难满足要求。此外，对于变形铝合金而言，尽管研究人员通过添加Sc、Zr、Ti等元素可抑制热裂纹并细化晶粒，成本/大规模生产等因素却限制其广泛应用。因此，开发适用于PBF-LB的新型Al–Si系合金成为重要的研究方向。
晶粒细化和优化凝固路径是提升PBF-LB的Al–Si系合金力学性能的关键，将铝合金用细化剂运用于金属增材制造面临挑战。为此，西安交通大学航天航空学院刘思达教授团队研发了一种新型的Al–Ti–C–B(TCB)晶种合金细化剂，用以提升AlSi10Mg合金的力学性能。研究重点关注了TCB粉末改性的TM-AlSi10Mg合金的微观组织和机械性能等方面。实现了极限抗拉强度从381± 7.3 MPa到479.2 ± 1.5 MPa以及延伸率从4.8 ± 1.2%到11.1 ± 0.7%的提升。相关的工作以题为“Uniting high strength with large ductility in an additively manufactured fine-grained aluminum alloy”的研究论文，发表在Materials Research Letters期刊上。西安交通大学为第一通讯单位。论文的共同第一作者为西安交通大学航天航空学院研究助理察文豪(导师：刘思达)和香港城市大学李干博士。论文的通讯作者为西安交通大学刘思达教授，南方科技大学朱强教授和山东大学刘相法教授。作者还包括：贺喜硕士研究生(南方科技大学)，李杰博士生(山东大学)，李道秀博士生(山东大学)。
论文链接：
https://doi.org/10.1080/21663831.2024.2449175
本文利用山东大学刘相法教授团队研发的Al-TCB晶种合金细化剂，用于Al-Si系合金的PBF-LB加工，在组织性能同步提升方面取得了显著成效：仅通过简单的机械混合工艺，成功实现了AlSi10Mg合金的晶粒的显著细化，形成了熔池边界细小等轴晶与熔池内部较大等轴晶的异质结构，平均晶粒尺寸约为2.8
声明：
“西安交大刘思达教授团队《MRL》：实现增材制造铝合金强度与延展性协同提升！” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：西安交大
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2025年05月23日 ~ 25日 
