通过添加铒（Er）来抑制激光粉末床熔融Al-Zn-Mg-Cu合金中的热裂纹并改善其微观结构

《Materials Characterization》：Suppressing hot-cracks and refining microstructure in laser powder bed fusion Al-Zn-Mg-Cu alloys via Er addition

　　

余佩|吴伟|胡继飞|毕建雷|赵宇|郑志|郑江高|马腾|李辉|坤元高|文胜平|黄辉|聂作人

中国教育部先进功能材料重点实验室，北京工业大学，北京 100124

摘要

7xxx系列铝合金在LPBF（激光粉末堆积焊接）过程中对热裂纹的敏感性极高，这严重限制了其在工业领域的应用。本研究发现，通过在Al-Zn-Mg-Cu合金中添加稀土元素Er，可以有效抑制长裂纹的产生并显著降低裂纹密度。这主要是由于Er能够有效细化晶粒结构，降低材料的脆性温度范围以及裂纹敏感性指数。Er的添加会使析出相的体积分数增加，而Er与Cu原子的结合会导致相组成从T相转变为Al₈Cu₄Er相。本研究为开发无裂纹、高强度的7xxx系列铝合金提供了一种有效的合金设计策略。