3D打印Al-Fe合金

Fe對(duì)95%以上的鋁合金都是一種有害的雜質(zhì)元素，例如含1.2%Fe的AlSi9Cu3MgFeZn(A380、A226)合金在較慢冷卻時(shí)(1 K/s～10 K/s)，相當(dāng)于壓鑄的冷卻速度，組織中的β-AlFeSi相呈片狀或針狀，其抗拉強(qiáng)度僅160 MPa，伸長(zhǎng)率很低，只有0.7%，因?yàn)楹辖鹬械母籉e中間相大到好幾百微米，造成應(yīng)力集中?？墒?D打印用的選擇性激光熔煉(SLM)合金的顯微組織卻非常細(xì)密，富鐵中間相尺寸小于1 μm，合金的力學(xué)性能顯著改善，屈服強(qiáng)度達(dá)220 MPa，伸長(zhǎng)率1.9%，甚至可達(dá)5.3%。

可此可見，對(duì)選擇激光3D打印鋁合金粉來說，F(xiàn)e是一種有益的合金化元素，由于此工藝的冷卻速度很快，可形成細(xì)密的顯微組織。奧地利有色金屬公司(Almag)和其合作伙伴設(shè)計(jì)和制備了含F(xiàn)e量高的3D打印用鑄造鋁合金和變形鋁合金，其化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1及表2。

表1 對(duì)比合金及含F(xiàn)e量高的3D打印合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)

表2 3D打印合金的力學(xué)性能

(王祝堂)