Microstructure, mechanical properties and multiphase synergistic strengthening mechanisms of a novel laser additive manufactured AlNi6TiZr alloy

材料科学 合金 微观结构 极限抗拉强度 晶界 选择性激光熔化 材料的强化机理 复合材料 相(物质) 粒度 位错 冶金 有机化学 化学
作者
Jiang Bi,Liukun Wu,Zeqi Liu,Haixiang Wang,Shide Li,Ji Wang,Zhuoyun Yang,Nannan Lu,Xi Chen,М. Д. Старостенков,Guojiang Dong
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:178: 59-69 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2023.08.033
摘要

In this work, selective laser melting (SLM) process is used to prepare the AlNi6TiZr alloy. By analyzing the printing quality and mechanical properties of the printed specimens with different process parameters, the SLM forming window of AlNi6TiZr is obtained. The relative density of the sample printed with 270 W-1100 mm/s (laser energy density: 82 J/mm3) reaches 99.7%, exhibiting excellent mechanical properties (yield strength (YS): 421.7 MPa; ultimate tensile strength (UTS): 480.4 MPa). After an aging treatment of 325 °C-12 h, the YS and UTS of the sample increased to 494 MPa and 550.7 MPa, respectively. Adding Ni, Ti, and Zr components promoted the generation of multi-phase precipitates in the Al alloy and improved the synergistic strengthening effect of multi-phases. The hard-shell structure (HSS) formed by the Al3Ni phase at the grain boundary significantly strengthened the grain boundary strength. The precipitated Al3(Ti, Zr) phases at the grain boundaries prevent grain growth and dislocation movement. The Al3Ni and Al3(Ti, Zr) phases have good thermal stability that can still maintain excellent enhancement effects at high temperature. AlNi6TiZr alloy has great application prospects in medium and high-temperature environments.
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