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随着航空航天技术的发展,铝合金结构件向着大型化、整体化、形状复杂化、薄壁化、高精化的方向发展。激光熔化沉积技术是一种新兴金属增材制造技术,成本低、材料利用率高、加工周期短等技术优点使其在航空航天领域有广泛的应用前景。但是铝合金自身对激光吸收率较低、导热系数过大、粉末流动性差等特点给其进行激光熔化沉积成形工艺带来了很大的挑战。本文阐述了激光熔化沉积技术的工艺特点及原理,采用理论与试验相结合的方法对激光熔化沉积AlSi10Mg合金的可行性、成形工艺及组织性能进行了基础研究,所完成的主要工作如下:(1)验证了激光熔化沉积成形AlSi10Mg合金的可行性。采用激光熔化沉积技术可以成功制备出具有快速凝固致密组织特征的沉积试样,例如条状沉积块、薄壁箱体等。(2)探究了激光功率P和扫描速度Vs对激光熔化沉积单道形貌的影响规律。在一定的工艺范围内,沉积层宽度、熔深随着功率的增大而增大,随着扫描速度的增大而减小,且发现铝合金沉积过程中基体的热累积对沉积形貌有着显著的影响。(3)提出铝合金激光熔化沉积基体热累积的表征方法。结合热场仿真和沉积红外热成像结果,定义基体热累积因子XR来表征基体热累积量,并建立简化的数学模型。随着热累积量的增加,沉积层宽度、熔深逐渐变大,沉积层高度的变化较小。接触角θ、稀释率η与XR呈线性相关,接触角θ随着XR的的增大而减小,稀释率η随着XR的的增大而增大。(3)分析了激光熔化沉积AlSi10Mg合金试样的相组成和显微组织演变特点。AlSi10Mg沉积态试样中主要相成分为α-Al相、共晶Si及少量的Mg2Si强化相。显微组织为连续外延生长的定向柱状晶组织,在最上面的沉积层顶部逐渐转变为等轴晶,沉积层之间呈现出层带特点。沉积态AlSi10Mg的屈服强度达到183.65MPa,显微硬度达到100130HV。(4)研究了热处理工艺对AlSi10Mg合金沉积试样组织和性能的影响。“固溶+时效”工艺可以有效提高AlSi10Mg合金沉积试样的屈服强度,热处理后的沉积试样组织中Si相的珊瑚杆状分枝基本消失,共晶Si相以分散圆形粒状形貌存在,试样屈服强度达到237.61MPa。