近日，北京航空航天大學大型金屬構件增材制造國家工程實驗室鄭冬冬博士、李卓副研究員聯(lián)合上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心彭立明教授、吳玉娟研究員等，設計了增材制造專用Mg-Gd-Al-Zr系合金GA151K，并運用多種材料學表征手段系統(tǒng)研究了激光定向能量沉積（Laserdirected energy deposition，LDED）GA151K合 金 沉積過程中的顯微組織演變機理；分析了增材制造特有的小熔池快速冶金、非平衡快速凝固和熱循環(huán)（Thermal cycle）對GA151K合金顯微組織和力學性能的影響。在此基礎上，研究團隊總結了增材制造Mg-RE合金顯微組織演化的共性，討論了合金元素、增材制造工藝及參數(shù)對沉積態(tài)鎂稀土合金顯微組織的影響規(guī)律，相關研究成果以Effect of multiple thermal cycles on the microstructure evolution of GA151K alloy fabricated by laser-directed energy deposition為題發(fā)表在Additive Manufacturing上。

該研究對Mg-Gd-Al-Zr合金在增材制造過程中的相變全過程進行了詳細研究，建立了LDED Mg-Gd合金的工藝參數(shù)、顯微組織和力學性能之間的關系，為增材制造專用鎂稀土合金成分和工藝設計提供了試驗依據。該研究對于研發(fā)新型增材制造專用鎂合金材料，進一步形成增材制造鎂合金構件的控形控性方法具有重要指導意義，有望促進增材制造高性能鎂稀土合金的開發(fā)和應用。

左圖為逐層沉積過程中，晶粒、晶間相和納米析出相隨沉積過程變化的機理。