北航与上海交大联合揭示增材制造稀土镁合金的显微组织演变机理

近日，北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室郑冬冬博士、李卓副研究员联合上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心彭立明教授、吴玉娟研究员等，设计了增材制造专用Mg-Gd-Al-Zr系合金GA151K，并运用多种材料学表征手段系统研究了激光定向能量沉积（Laserdirected energy deposition，LDED）GA151K合 金 沉积过程中的显微组织演变机理；分析了增材制造特有的小熔池快速冶金、非平衡快速凝固和热循环（Thermal cycle）对GA151K合金显微组织和力学性能的影响。在此基础上，研究团队总结了增材制造Mg-RE合金显微组织演化的共性，讨论了合金元素、增材制造工艺及参数对沉积态镁稀土合金显微组织的影响规律，相关研究成果以Effect of multiple thermal cycles on the microstructure evolution of GA151K alloy fabricated by laser-directed energy deposition为题发表在Additive Manufacturing上。

该研究对Mg-Gd-Al-Zr合金在增材制造过程中的相变全过程进行了详细研究，建立了LDED Mg-Gd合金的工艺参数、显微组织和力学性能之间的关系，为增材制造专用镁稀土合金成分和工艺设计提供了试验依据。该研究对于研发新型增材制造专用镁合金材料，进一步形成增材制造镁合金构件的控形控性方法具有重要指导意义，有望促进增材制造高性能镁稀土合金的开发和应用。

左图为逐层沉积过程中，晶粒、晶间相和纳米析出相随沉积过程变化的机理。