原位自生2％TiB2颗粒对2024Al增材制造合金组织和力学性能的影响

采用激光粉末床熔化(laser powder bed fusion,L-PBF)工艺制备含2％(质量分数)原位自生TiB2颗粒的2024Al-2％TiB2合金和难打印2024Al合金,研究了TiB2颗粒对经固溶(510℃处理1 h后水冷)和T6(固溶处理后人工时效)热处理后增材制造2024Al合金组织和室温拉伸性能的影响.由于L-PBF冷却速率较快以及TiB2颗粒的添加,2024Al-2％TiB2合金微观组织以等轴晶为主,平均晶粒尺寸约为5.8 μm.T6热处理之后,2024Al合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为(261.3±4.3)MPa、(252.6±2.5)MPa和(0.3±0.1)％;2024Al-2％TiB2合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到(458.2±6.5)MPa、(398.4±2.7)MPa和(3.4±0.4)％;2种合金中析出大量均匀分布、尺寸细小的长条状析出相.T6态2024Al-2％TiB2增材制造合金的抗拉强度与2024Al增材制造合金相比提高75.5％,其强度与2024Al锻造合金强度相当.合金的主要强化机制是位错强化、晶界强化、析出相强化和TiB2颗粒带来的Orowan强化以及载荷传递强化,2种合金热处理后的拉伸断裂失效主要由缺陷控制.原位自生2024Al-2％TiB2增材制造合金成形性较好,经热处理后获得较高的综合室温拉伸性能.