关键词:
增材制造
块体非晶合金
O含量
微观组织
力学性能
摘要:
锆基非晶复合材料的增材制造技术,因其可突破传统加工方法对复杂构件的成形限制,在精密器件制造领域展现出独特优势。然而,由于粉末和成形气氛中不可避免地存在氧杂质,从而对成形件组织和性能产生影响。本工作选择2种不同工艺制备Zr48Cu46.25Al4Ag1Sn0.75合金粉末,并分别在不同真空度下进行激光粉末床熔融(L-PBF)成形。研究了不同粉末状态及L-PBF成形气氛O含量对合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,真空感应气体雾化(VIGA)法制取的合金粉末O含量高达1700×10-6,在500×10-6的低真空气氛下L-PBF成形,晶化现象严重,脆性金属间化合物(AlZr2等)大量析出。在低于100×10-6的高真空气氛下L-PBF成形,晶化行为和脆性金属间化合物析出得到一定程度的抑制,然而压缩变形过程中仍然发生脆性断裂。采用等离子旋转电极法(PREP)制备的粉末O含量较低(约570×10-6),在低于100×10-6的高真空气氛下经L-PBF成形,非晶形成能力较高,热影响区晶化相主要为韧性B2-CuZr相,而脆性金属间化合物的出现基本得到抑制。当L-PBF成形能量密度为34 J/mm3时,合金的压缩断裂强度高达1973 MPa,并仍具有约6%的压缩应变。