于菁，王繼杰，倪丁瑞，肖伯律，馬宗義，潘興龍

（1. 沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，沈陽(yáng) 110036；2. 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所，沈陽(yáng) 110016；3. 桂林獅達(dá)機(jī)電技術(shù)工程有限公司，廣西 桂林 541004）

3D打印技術(shù)又被稱作增材制造技術(shù)，自20世紀(jì)80年代出現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，逐漸成為先進(jìn)制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)先對(duì)零件進(jìn)行三維分層處理，生成加工路徑，然后用逐層疊加的制造方式成形。與傳統(tǒng)制造方式相比，該技術(shù)具有成形速度快、材料利用率高、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域[1—4]。其中，金屬材料的增材制造技術(shù)發(fā)展尤為重要，將為鑄、鍛、焊工藝提供重要補(bǔ)充，為傳統(tǒng)的零件設(shè)計(jì)與成形工藝提供了革新式的技術(shù)路線[5—7]。

按熱源分類，金屬3D打印主要分為激光、電子束和電弧等；按原材料分類，主要有粉末和絲材兩類。目前，美國(guó)NASA Langley Research Center、Sciaky公司、Lockheed Martin公司以及國(guó)內(nèi)一些科研院所對(duì)航空航天用鈦合金等材料進(jìn)行了大量研究[8]。與鈦合金相比，目前對(duì)鋁合金的3D打印研究相對(duì)較少，主要集中在 AlSi10Mg粉末的激光選區(qū)熔融(Laser selective melting, LSM)研究[9—11]。由于金屬鋁對(duì)激光的反射較強(qiáng)，損耗能量大，一般認(rèn)為激光3D打印不適用于鋁合金，而以電子束或電弧為熱源則可避免這一問(wèn)題[12]。

電子束熔絲沉積快速成形(Electron beam freeform fabrication, EBF3)是近年來(lái)興起的一種以電子束為熱源的新型增材制造技術(shù)，這種方法成形的金屬內(nèi)在質(zhì)量好、成形速度快、殘余應(yīng)力小、材料成本及使用成本低、材料利用率高[13—17]。此外，與激光熱源相比，金屬材料對(duì)其反射可忽略不計(jì)，所以能量更高、更集中，因此，EBF3技術(shù)可望在鈦、鋁等活性金屬零件的成形制造和結(jié)構(gòu)維修中得到廣泛應(yīng)用[18]。與鈦合金相比，目前關(guān)于鋁合金的EBF3技術(shù)研究非常少。NASA Langley Research Center的研究人員[19—23]開(kāi)展了電子束增材制造 2219/2319鋁合金的成形工藝研究，報(bào)導(dǎo)了控制參數(shù)對(duì)微觀組織的主要影響，通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)獲得了致密性能良好的3D打印樣品，熱處理后的強(qiáng)度達(dá)到420 MPa，伸長(zhǎng)率在11%，然而，對(duì)打印鋁合金中的微孔與第二相的形貌、分布、力學(xué)性能以及后續(xù)熱處理的影響還缺乏研究。

4043和4047鋁合金因其良好的鑄造性、焊接性、流動(dòng)性，以及熱裂傾向比較輕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、空調(diào)、航天軍工等領(lǐng)域，但目前國(guó)內(nèi)少有對(duì)4043和4047的EBF3增材制造研究，文中對(duì)電子束熔融增材制造4043和4047鋁合金微觀組織與力學(xué)性能進(jìn)行研究，并分析了后續(xù)熱處理對(duì)其力學(xué)性能的影響。

表1 用于電子束熔絲沉積快速成形的4043和4047絲材成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Tab.1 Composition of 4043Al and 4047Al wires for EBF3 (Mass fraction) %

表2 試驗(yàn)所采用的電子束熔絲沉積快速成形工藝參數(shù)Tab.2 Experimental parameters for EBF3 of 4043Al and 4047Al wires

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

打印實(shí)驗(yàn)在桂林獅達(dá)機(jī)電技術(shù)工程有限公司研制的THDW-12型電子束快速成形設(shè)備上進(jìn)行。設(shè)備由電子槍、高壓電源、真空系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)、xyz三維工作臺(tái)、送絲系統(tǒng)組成。電子槍的技術(shù)參數(shù)為：加速電壓為85 kV，最大束流為140 mA，最大功率為12 kW。加工過(guò)程中，電子槍、送絲系統(tǒng)和三維工作臺(tái)通過(guò)綜合控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，達(dá)到自動(dòng)化操作的要求，保證熔積過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有輔助加熱。實(shí)驗(yàn)采用直徑為Φ2 mm的ER4043與ER4047焊絲，成分見(jiàn)表1。打印前用酒精對(duì)絲材進(jìn)行清洗，并用堿性溶液去除基板表面的油污，然后打磨去除基板表面的氧化膜，最后用丙酮擦拭干凈。試驗(yàn)中優(yōu)化了參數(shù)對(duì)電子束3D打印成形性能的影響，工藝參數(shù)見(jiàn)表2。

對(duì)打印件進(jìn)行固溶時(shí)效處理。4043鋁合金在495 ℃保溫 4 h，升溫至 515 ℃保溫 12 h，水淬，180 ℃時(shí)效 12 h。4047 鋁合金在 500 ℃固溶 7 h，水淬，220 ℃時(shí)效3 h。用MEF4A型萬(wàn)能光學(xué)顯微鏡（OM）、Zeiss55型掃描電鏡（SEM）和Tecnai F20型透射電鏡（TEM）對(duì)微觀組織進(jìn)行分析。在xyz（長(zhǎng)度、寬度、高度）方向分別切取金相樣品，樣品經(jīng)打磨、拋光后，用體積分?jǐn)?shù)比為 NHO3︰HCl︰HF︰H2O=2.5︰1.5︰1︰95的Keller試劑腐蝕后進(jìn)行金相觀察；TEM樣品取自高度方向，經(jīng)粗磨、精磨至70 μm，采用雙噴電解減薄儀減薄，雙噴液為體積分?jǐn)?shù)30%的HNO3和70%的CH3OH混合溶液，溫度為-30 ℃，電壓為10 V。利用D/MAX2400型X射線衍射儀（XRD）對(duì)熱處理前后的打印件進(jìn)行物相分析。

拉伸樣品分別從打印件的長(zhǎng)、寬、度方向取樣（分別記作：-L，-W，-H），長(zhǎng)、寬方向試樣平行段尺寸為2.5 mm×4 mm×30 mm，高度方向試樣平行段尺寸為2.5 mm×4 mm×10 mm。每組拉伸樣品取3個(gè)，拉伸結(jié)果取其平均值。拉伸性能測(cè)試在SANS-CMT5205電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，初始應(yīng)變速率為1×10?3s?1。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 微觀組織

電子束熔絲沉積快速成形樣品宏觀形貌見(jiàn)圖1，通過(guò)電子束熔絲沉積快速成形技術(shù)，分別制備出多層多道次的4043與4047鋁合金打印件，樣品成形規(guī)整，沒(méi)有明顯孔洞類缺陷。可以看到，4043合金的表面較平，而4047表面表現(xiàn)出一定的弧度，這應(yīng)該是由于后者中的Si元素含量更高、流動(dòng)性更好。

圖1 電子束熔絲沉積快速成形樣品宏觀形貌Fig.1 Macromorphology of 4043Al and 4047Al samples printed by EBF3

原始4043和4047鋁合金絲材與打印態(tài)、T6態(tài)塊體樣品的密度與致密度變化情況見(jiàn)表3，可以看到，打印態(tài)4043和4047鋁合金的致密度分別為99.81%和99.88%，實(shí)現(xiàn)致密成形。經(jīng)熱處理后，略有降低，分別為98.94%和99.77%。

表3 原始4043和4047鋁合金絲材與打印態(tài)、T6態(tài)塊體樣品的密度與致密度Tab.3 Densities and relative densities of raw 4043Al and 4047Al wires, as-printed and T6 treated bulk samples

圖2 打印態(tài)與T6態(tài)4043和4047鋁合金在不同方向的金相組織Fig.2 Metallographic structure of as-printed and T6 treated 4043Al and 4047Al alloy in different directions

打印態(tài)與T6態(tài)4043和4047鋁合金在不同方向的金相組織見(jiàn)圖2，二者主要區(qū)別在于后者Si含量是前者1倍，因此析出的 Si顆粒較多。可以看到，打印態(tài)樣品（見(jiàn)圖 2a—2d）內(nèi)部有一些孔洞，在長(zhǎng)度方向可以看出明顯的條帶狀組織，而大塊的黑色與灰白區(qū)域?yàn)?Si顆粒，是在打印過(guò)程中由于凝固速度過(guò)快析出形成的。經(jīng)過(guò)熱處理之后（見(jiàn)圖2e—2h），合金中粗大硅顆粒的數(shù)量顯著減少，硅顆粒的形貌也由不規(guī)則的有尖角形狀變成圓棒狀。在4047合金中（見(jiàn)圖2h）可以看到大量析出的細(xì)小Si顆粒，這是由于粗大 Si顆粒經(jīng)高溫固溶后，在后續(xù)時(shí)效過(guò)程析出了共晶Si，呈細(xì)小、均勻的圓形顆粒狀分布。

不同狀態(tài)4043和4047鋁合金的XRD衍射圖譜見(jiàn)圖 3，除了基體 Al的衍射峰外，主要為單質(zhì)硅的衍射峰，還有少量的含F(xiàn)e, Cu, Ti元素的雜質(zhì)相。由于4047鋁合金中的Si含量相對(duì)較高，因此Si相的衍射峰也比4043鋁合金中相應(yīng)的衍射峰強(qiáng)。

圖3 不同鋁合金不同狀態(tài)XRD衍射譜Fig.3 XRD patterns of AL alloy in different state

鑒于4043和4047鋁合金的主要區(qū)別是硅含量不同，因此文中分別選取打印態(tài)的4047合金與打印后經(jīng)T6熱處理的4043鋁合金進(jìn)行TEM微觀組織分析。打印態(tài)4047鋁合金的TEM微觀組織見(jiàn)圖4，在打印態(tài)4047合金中可以看到大量的Si顆粒，從形貌上可以分為兩類：一類是近似等軸狀的顆粒（見(jiàn)圖4a），直徑約0.5 μm；另一類是棒狀的顆粒（見(jiàn)圖4b），直徑約0.5 μm，長(zhǎng)度約4 μm。基體非常干凈，觀察不到析出相的存在。打印+熱處理 4043鋁合金的TEM微觀組織見(jiàn)圖5，也可以觀察到Si顆粒，但其數(shù)量明顯少于4047合金中的Si顆粒（見(jiàn)圖5a），這些Si顆粒的直徑多小于 1 μm；基體中沒(méi)有觀察到棒狀相，也沒(méi)有觀察到其他細(xì)小析出相，但可以看到大量由位錯(cuò)形成的亞晶界（見(jiàn)圖5b）。

圖4 打印態(tài)4047鋁合金的TEM微觀組織Fig.4 TEM microstructure of as-printed 4047Al alloy

2.2 力學(xué)性能分析

打印態(tài)與熱處理態(tài)4043鋁合金在不同方向的拉伸性能見(jiàn)表4。對(duì)于打印態(tài)材料，在長(zhǎng)、寬、高3個(gè)方面的抗拉強(qiáng)度分別為120, 127, 126 MPa，伸長(zhǎng)率分別為12%, 30%, 24%，除在長(zhǎng)度方向的伸長(zhǎng)率略低外，基本表現(xiàn)為各向同性。經(jīng)過(guò)熱處理后，在長(zhǎng)、寬、高3個(gè)方面的抗拉強(qiáng)度分別為121, 119, 117 MPa，伸長(zhǎng)率分別為24%, 32%, 41%。經(jīng)過(guò)熱處理后的打印件強(qiáng)度有小幅的下降，但塑性有了顯著提高。

打印態(tài)與熱處理態(tài)4047鋁合金在不同方向的拉伸性能見(jiàn)表5。對(duì)于打印態(tài)材料，在長(zhǎng)、寬、高3個(gè)方面的抗拉強(qiáng)度分別為151, 155, 153 MPa，伸長(zhǎng)率分別為15%, 30%, 24%，除在長(zhǎng)度方向的伸長(zhǎng)率略低外，基本表現(xiàn)為各向同性。經(jīng)過(guò)熱處理后，樣品在長(zhǎng)、寬、高3個(gè)方面的抗拉強(qiáng)度分別為98, 142, 129 MPa，伸長(zhǎng)率分別為23%, 36%, 32%。與4043合金相似，經(jīng)過(guò)熱處理后的打印件強(qiáng)度有所下降，但塑性顯著提高。

打印態(tài)與熱處理態(tài)4043和4047鋁合金在高度方向的拉伸斷口形貌分別見(jiàn)圖6和圖7。可以看到，打印態(tài)樣品為塑性斷裂，具有明顯的頸縮現(xiàn)象（見(jiàn)圖6a和圖7a），斷口上布滿了韌窩（見(jiàn)圖6b和圖7b）。經(jīng)過(guò)熱處理后，拉伸樣品的頸縮更加明顯（見(jiàn)圖 6c和圖7c），熱處理之后韌窩的深度也有了不同程度的增加（見(jiàn)圖6d和圖7d），表明材料的塑性變得更好。

圖5 打印+熱處理4043鋁合金的TEM微觀組織Fig.5 TEM microstructure of as-printed + heat treated 4043Al alloy

表4 打印態(tài)與熱處理態(tài)4043鋁合金在不同方向的拉伸性能Tab.4 Tensile properties of as-printed and heat-treated 4043Al alloy in different directions

表5 打印態(tài)與熱處理態(tài)4047鋁合金在不同方向的拉伸性能Tab.5 Tensile properties of as-printed and heat-treated 4047Al alloy in different directions

圖6 打印態(tài)與熱處理態(tài)4043鋁合金在H方向的拉伸斷口形貌Fig.6 Typical SEM fracture surface of as-printed and heat-treated 4043Al alloy in direction H

圖7 打印態(tài)與熱處理態(tài)4047鋁合金在H方向的拉伸斷口形貌Fig.7 Typical SEM fracture surface of as-printed and T6 heat-treated 4047Al alloy indirection H

3 分析與討論

3.1 微觀組織

通過(guò)比較分析 EBF3制備的多層多道次的 4043與 4047鋁合金打印件的宏、微觀組織可以發(fā)現(xiàn)，Si含量會(huì)影響液態(tài)金屬的流動(dòng)性，從而顯著影響打印件的成形性能與致密性。4043合金的Si含量較低，因此易于控制成形，打印件表面較平整，而4047合金的成分接近Al-Si共晶點(diǎn)，此時(shí)流動(dòng)性能好，因此不利于成形控制，打印件表面表現(xiàn)出一定的弧度（見(jiàn)圖1）。從致密性方面來(lái)看（見(jiàn)表3），2種打印件都具有很高的致密度，達(dá)到 99.8%以上，由于 4047合金的含Si量更高，流動(dòng)性能更好，因此致密度也更高些。

經(jīng)過(guò)熱處理后，2種樣品的致密度均有輕微程度的降低。Gu等人[25—26]利用電弧作為熱源(gas metal arc welding, GMAW)對(duì)ER2319合金進(jìn)行沉積成形，發(fā)現(xiàn)沉積樣品中存在一定數(shù)量的孔洞，經(jīng)T6處理后孔洞的含量有所增加，特別是小孔洞含量大幅增加，并且認(rèn)為Ostwald熟化與氫擴(kuò)散主導(dǎo)了孔洞的生長(zhǎng)，共晶相顆粒的溶解致使新孔洞產(chǎn)生，這與文中的研究結(jié)果一致。同時(shí)，我們?cè)?ER2319合金的 EBF3增材制造中也發(fā)現(xiàn)了同樣的問(wèn)題，打印態(tài)材料的致密度由99.3%，降至經(jīng) T6處理后的 98.6%，這主要是由于Al2Cu相的溶解致使少量孔洞產(chǎn)生。這表明，與沉淀強(qiáng)化的 ER2319鋁合金相比，Al-Si系非深沉強(qiáng)化鋁合金在后續(xù)熱處理中的孔洞生成傾向要低一些。

在電子束熔絲沉積快速成形過(guò)程中，金屬絲在熔池中熔化，熔池在快速移動(dòng)過(guò)程中不斷凝固，實(shí)現(xiàn)金屬層沉積，這種特殊的凝固方式會(huì)使元素分布、第二相形貌與分布受到影響，從而使微觀組織在不同方向上有所區(qū)別（見(jiàn)圖2）。柏久陽(yáng)等[27]研究了4043鋁合金薄壁零件的TIG增材制造，指出打印件微觀組織以α-Al樹枝晶為主，晶粒垂直于焊縫的方向生長(zhǎng)；同時(shí)打印件中存在枝晶偏析和連續(xù)層間偏析現(xiàn)象，其中快速冷卻和逐層熔覆的特征是形成連續(xù)層間偏析的原因。對(duì)于4043合金來(lái)說(shuō)，由于合金中的Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為5%，偏離共晶點(diǎn)較遠(yuǎn)，數(shù)量很少的共晶α-Al相依附初生α-Al相長(zhǎng)大，共晶Si相被分離而單獨(dú)于晶界處長(zhǎng)大，共晶組織特征消失，形成離異共晶組織形貌[24]。

對(duì)于4047合金來(lái)說(shuō)，由于合金中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%～13%，微觀組織為α-Al+共晶Si（共晶成分中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.6%）。經(jīng)過(guò)熱處理之后（見(jiàn)圖2e—2h），合金中的粗大硅顆粒的數(shù)量顯著減少，形貌也由不規(guī)則的有尖角的形狀變成圓棒狀。同時(shí)金相中還存在少量的黑色顆粒狀和棒狀的 AlFeSi雜質(zhì)相[24]，這在XRD衍射圖譜中得到了證實(shí)（見(jiàn)圖3）。TEM微觀組織分析表明（見(jiàn)圖4），在打印態(tài)4047合金中存在大量的近似等軸狀與棒狀顆粒的 Si顆粒，這兩種形貌可能是由于打印過(guò)程中冷卻速度不同所產(chǎn)生的結(jié)果，另外，由于 EBF3過(guò)程中冷卻速度很快，因此析出的Si顆粒非常細(xì)小。經(jīng)熱處理后，在4043合金中觀察不到棒狀Si相，只存在等軸狀的Si顆粒，這表明通過(guò)熱處理可以有效調(diào)控Si的形貌。

3.2 力學(xué)性能分析

從表4與表5中的力學(xué)性能比較可以看出，打印態(tài)的4047鋁合金力學(xué)性能優(yōu)于4043鋁合金，這主要是由于前者中的 Si含量較高，對(duì)基體合金具有更好的強(qiáng)化作用。經(jīng)過(guò)熱處理后的4043和4047打印件強(qiáng)度都有小幅的下降，但塑性有了顯著提高。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因應(yīng)該是熱處理后晶粒發(fā)生了再結(jié)晶，有一定程度的長(zhǎng)大，導(dǎo)致細(xì)晶強(qiáng)化作用降低從而使材料強(qiáng)度下降?；w軟化加之經(jīng)過(guò)熱處理后硅顆粒的形貌變得更加圓潤(rùn)，從而使材料的塑性顯著提高。兩種樣品沿L方向的伸長(zhǎng)率都低于其他2處方向，這可能是由于打印組織沿打印方向呈條帶狀分布并有少量孔洞。

朱艷麗等[28]對(duì)SAl 4047鋁硅合金焊絲拉拔退火工藝進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)保溫時(shí)間相同時(shí)，隨著退火溫度的增加，強(qiáng)度呈先降低后小幅增加的趨勢(shì)，伸長(zhǎng)率呈先增加后降低的趨勢(shì)；當(dāng)退火溫度相同時(shí)，強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率隨保溫時(shí)間的變化規(guī)律也是如此。師雪飛等[29]對(duì)退火溫度對(duì)4047鋁合金板材組織及性能影響的研究發(fā)現(xiàn)，退火溫度達(dá)到160 ℃時(shí)，合金開(kāi)始發(fā)生再結(jié)晶。隨著溫度繼續(xù)升高，板材的伸長(zhǎng)率迅速升高，抗拉強(qiáng)度迅速下降；退火溫度達(dá)到220 ℃時(shí)，合金發(fā)生完全再結(jié)晶。文中由于所選取的熱處理溫度較高、時(shí)間較長(zhǎng)，因此熱處理后材料的強(qiáng)度有所下降，伸長(zhǎng)率明顯提升。

4 結(jié)論

選取直徑為2 mm的ER4043與ER4047鋁合金焊絲，進(jìn)行電子束熔絲沉積快速成形，研究了樣品在不同方向上的微觀組織與力學(xué)性能以及后續(xù)熱處理的影響，主要結(jié)論如下。

1)通過(guò)選用優(yōu)化的參數(shù)，利用電子束熔絲沉積的方法制備出無(wú)宏觀缺陷的打印件。其中4043合金的致密度為99.81%，熱處理后為98.94%；4047合金的致密度為99.88%，熱處理后為99.77%。

2)打印態(tài)的組織呈比較明顯的條帶狀，這些條帶狀的組織是主要是由一些硅顆粒和雜質(zhì)相組成。打印態(tài)的4047合金中含有兩類Si顆粒，一類是等軸狀，直徑約0.5 μm；另一類為棒狀，直徑約0.5 μm，長(zhǎng)度約4 μm。對(duì)于熱處理態(tài)的4043合金，Si顆粒的直徑多小于1 μm，基體中存在大量由位錯(cuò)形成的亞晶界。

3)打印態(tài)樣品在長(zhǎng)、寬、高 3個(gè)方向上的拉伸強(qiáng)度相近。4043合金的抗拉強(qiáng)度為120～127 MPa，伸長(zhǎng)率為12%～30%；4047合金的抗拉強(qiáng)度為151～155 MPa，伸長(zhǎng)率為 15%～30%。經(jīng)熱處理后，樣品的強(qiáng)度略有降低，但伸長(zhǎng)率顯著提升。

[1]GAO W, ZHANG Y B, RAMANUJAN D, et al. The Status, Challenges, and Future of Additive Manufacturing in Engineering[J]. Computer-Aided Design, 2015, 69: 65—89.

[2]ZELTMANN S E, GUPTA N, TSOUTSOS NG, et al.Manufacturing and Security Challenges in 3D Printing[J].JOM, 2016, 68(7): 1872—1881.

[3]BOURELL D, KRUTH J P, LEU M, et al. Materials for Additive Manufacturing[J]. CIRP Annals Manufacturing Technology, 2017, 66: 659—681

[4]HERZOG D, SEYDA V, WYCISK E, et al. Additive Manufacturing of Metals[J]. Acta Materialia, 2016, 117:371—392.

[5]張學(xué)軍, 唐思熠, 肇恒躍, 等. 3D打印技術(shù)研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)[J]. 材料工程, 2016, 44(2): 122—128.ZHANG Xue-jun, TANG Si-yi, ZHAO Heng-yue, et al.Research Status and Key Technologies of 3D Printing[J].Journal of Materials Engineering, 2016, 44(2): 122—128.

[6]楊平華, 高祥熙, 梁菁, 等. 金屬增材制造技術(shù)發(fā)展動(dòng)向及無(wú)損檢測(cè)研究進(jìn)展[J]. 材料工程, 2017, 45(9):13—21.YANG Ping-hua, GAO Xiang-xi, LIANG Jing, et al. Development Tread and NDT Progress of metal Additive Manufacture Technique[J]. Journal of Materials Engineering, 2017, 45(9): 13—21.

[7]梁靜靜, 楊彥紅, 金濤, 等. 金屬材料空間 3D 打印技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 載人航天, 2017, 23(5): 663—669.LIANG Jing-jing, YANG Yan-hong, JIN Tao, et al. Research Status of 3D Printing Technology for Metals in Space[J]. Manned Spaceflight, 2017, 23(5): 663—669.

[8]BRICE C A, HENN D S, SIEDAL D S. Rapid Prototyping and Freeform Fabrication via Electron Beam Welding Deposition[C]. Proceedings of Welding Conference,2002.

[9]READ N, WANG W, ESSA K, et al. Selective Laser Melting of AlSi10Mg Alloy: Process Optimisation and Mechanical Properties Development[J]. Materials and Design, 2015, 65: 417—424.

[10]BRANDL E, HECKENBERGER U, HOLZINGER V, et al. Additive Manufactured AlSi10Mg Samples Using Selective Laser Melting (SLM): Microstructure, High Cycle Fatigue, and Fracture Behavior[J]. Materials and Design,2012, 34: 159—169

[11]KRISHNAN M, ATZENI E, CANALI R, et al. On the Effect of Process Parameters on Properties of AlSi10Mg Parts Produced by DMLS[J]. Rapid Prototyping Journal,2014, 20: 449—458.

[12]黃丹, 朱志華, 耿海濱, 等. 5A06鋁合金TIG絲材-電弧增材制造工藝[J]. 材料工程, 2017, 45(3): 66—72.HUANG Dan, ZHU Zhi-hua, GENG Hai-bin, et al. TIG Wire and Arc Additive Manufacturing of 5A06 Aluminum Alloy[J]. Journal Materials Engineering, 2017, 45(3): 66—72.

[13]BASAK A, DAS S. Epitaxy and Microstructure Evolution in Metal Additive Manufacturing[J]. Annual Review of Materials Research, 2016, 46: 125—149.

[14]ZHAI Y W, GALARRAGA H, LADOS D A. Microstructure Evolution, Tensile Properties, and Fatigue Damage Mechanisms in Ti-6Al-4V Alloys Fabricated by Two Additive Manufacturing Techniques[J]. Procedia Engineering, 2015, 114: 658—666.

[15]BABU S S, GOODRIDGE R. Additive Manufacturing[J].Materials Science and Technology, 2015, 31: 881—883.

[16]SAMES W J, LIST F A, PANNALA S, et al. The Metallurgy and Processing Science of Metal Additive Manufacturing[J]. International Materials Reviews, 2016, 61:315—360.

[17]陳哲源, 鎖紅波, 李晉煒. 電子束熔絲沉積快速制造成形技術(shù)與組織特征[J]. 航天制造技術(shù), 2010(1): 36—39.CHEN Zhe-yuan, SUO Hong-bo, LI Ji-wei, The Forming Character of Electron Beam Freeform Fabrication[J].Aerospace Manufacturing Technology, 2010(1): 36—39.

[18]楊占堯, 趙敬云. 增材制造與 3D打印技術(shù)及應(yīng)用[M].北京: 清華大學(xué)出版社, 2017.YANG Zhan-yao, ZHAO Jing-yun. Additive Manufacturing and 3D Print Technology & Application[M]. Beijing:Tsinghua University Press, 2017.

[19]TAMINGER K M B, HAFLEY R A, Characterization of 2219 Aluminum Produced by Electron Beam Freeform Fabrication[J]. University of Texas at Austin, 2002: 482—489.

[20]TAMINGER K M B, HAFLEY R A. Electron Beam Freeform Fabrication: a Rapid Metal Deposition Process[C]. Proceedings of the 3rd Annual Automotive Composites Conference, Troy, Michigan, 2003.

[21]DOMACK M S, TAMINGER K M B, BEGLEY M. Metallurgical Mechanisms Controlling Mechanical Properties of Aluminum Alloy 2219 Produced by Electron Beam Freeform Fabrication[J]. Materials Science Forum, 2006,519/520/521: 1291—1296.

[22]TAMINGER K M, HAFLEY R A. Electron Beam Freeform Fabrication for Cost Effective Near-net Shape Manufacturing[C]. NATO AVT, 2006.

[23]TAMINGER K M B, HAFLEY R A, DOMACK M S.Evolution and Control of 2219 Aluminum Microstructural Features Through Electron Beam Freeform Fabrication[J].Materials Science Forum, 2006, 519/520/521: 1297—1304.

[24]葉於龍, 劉二林, 劉紅偉, 等. 鑄造-擠壓法制備ER4043鋁合金焊絲及其組織性能[J]. 特種鑄造及有色合金, 2013, 33(2): 174—177.YE Yu-long, LIU Er-lin, LIU Hong-wei, et al. Microstructure and Properties of ER4043 Aluminum Alloy Welding Wire by Casting-Extrusion[J]. Special Casting &Nonferrous Alloys, 2013, 33(2): 174—177.

[25]GU J L, DING J L, WILLIAMS S W, et al. The Strengthening Effect of Inter-layer Cold working and Post-deposition Heat Treatment on the Additively Manufactured Al-6.3Cu Alloy[J]. Materials Science & Engineering A, 2016, 651: 18—26.

[26]GU J L, DING J L, WILLIAMS S W, et al. The Effect of Inter-layer Cold Working and Post-Deposition Heat Treatment on Porosity in Additively Manufactured Aluminum Alloys[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2016, 230: 26—34.

[27]柏久陽(yáng), 王計(jì)輝, 師建行, 等. TIG增材制造4043鋁合金薄壁零件組織及力學(xué)性能[J]. 焊接, 2015, 10: 23—26.BAI Jiu-yang, WANG Ji-hui, SHI Jian-xing, et al. Microstructure and Mechanical Properties of 4043-Al Alloy Thin-Walled Components Produced by Additive Manufacturing with TIG Welding[J]. Welding & Joining, 2015,10: 23—26

[28]朱艷麗, 徐曉龍, 胡雪峰, 等. SAl 4047鋁硅合金焊絲拉拔退火工藝[J]. 金屬熱處理, 2016, 41(8): 108—111.ZHU Yan-li, XU Xiao-long, HU Xue-feng, et al. Annealing Process of SAL 4047 Al-Si Alloy Solder Wire during Drawing[J]. Heat Treatment of Metals, 2016,41(8): 108—111.

[29]師雪飛, 馮正海, 羅建華. 退火溫度對(duì) 4047鋁合金板材組織及性能的影響[J]. 輕金屬, 2010(6): 58—59.SHI Xue-fei, FENG Zheng-hai, LUO Jian-hua. Influence of Annealing Temperature on Microstructure and Property of 4047 Aluminum Alloy Sheet[J]. Light Metals, 2010(6):58—59.