Fe對95%以上的鋁合金都是一種有害的雜質(zhì)元素,例如含1.2%Fe的AlSi9Cu3MgFeZn(A380、A226)合金在較慢冷卻時(1 K/s~10 K/s),相當(dāng)于壓鑄的冷卻速度,組織中的β-AlFeSi相呈片狀或針狀,其抗拉強度僅160 MPa,伸長率很低,只有0.7%,因為合金中的富Fe中間相大到好幾百微米,造成應(yīng)力集中??墒?D打印用的選擇性激光熔煉(SLM)合金的顯微組織卻非常細(xì)密,富鐵中間相尺寸小于1 μm,合金的力學(xué)性能顯著改善,屈服強度達220 MPa,伸長率1.9%,甚至可達5.3%。
可此可見,對選擇激光3D打印鋁合金粉來說,F(xiàn)e是一種有益的合金化元素,由于此工藝的冷卻速度很快,可形成細(xì)密的顯微組織。奧地利有色金屬公司(Almag)和其合作伙伴設(shè)計和制備了含F(xiàn)e量高的3D打印用鑄造鋁合金和變形鋁合金,其化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1及表2。
表1 對比合金及含F(xiàn)e量高的3D打印合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)
表2 3D打印合金的力學(xué)性能
(王祝堂)