【摘 要】
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激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）成形技术不仅有效克服了传统加工技术在复杂零件成形中存在的局限性,而且能够通过对组织的高度调控来获得理想的合金性能。针对SLM成形高熵合金存在的高裂纹敏感性难题,本文将开发AlxCrCuFeNi2双相高熵合金,并实现组织和性能的调控,主要研究内容和成果如下:（1）研究了Al含量和激光体能量密度对AlxCrCuFeNi2高熵合金成形
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激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）成形技术不仅有效克服了传统加工技术在复杂零件成形中存在的局限性,而且能够通过对组织的高度调控来获得理想的合金性能。针对SLM成形高熵合金存在的高裂纹敏感性难题,本文将开发AlxCrCuFeNi2双相高熵合金,并实现组织和性能的调控,主要研究内容和成果如下:（1）研究了Al含量和激光体能量密度对AlxCrCuFeNi2高熵合金成形性的影响规律。随着Al含量的增加,合金中裂纹数量先减少后增加,Al0.75高熵合金的成形性最佳。随着激光体能量密度的增大,Al0和Al1.0高熵合金中的裂纹面密度先减小后增大,Al0.5高熵合金的裂纹面密度单调递减,相应的相对致密度变化趋势则相反。本文的最优SLM工艺参数为激光功率P=200 W,粉末层厚t=0.02 mm,扫描速率v=200mm/s,扫描间距h=0.10 mm。（2）研究了Al含量对AlxCrCuFeNi2高熵合金显微组织的影响规律。随着Al含量的增加,合金内粗大的FCC单相柱状晶组织(Al0和Al0.5)转变为细小的FCC+BCC（B2）双相等轴晶组织(Al0.75和Al1.0),等轴晶内形成了由FCC相和BCC（B2）相交替分布的层片状近共晶组织。（3）基于对显微组织的观察分析,揭示了SLM成形AlxCrCuFeNi2高熵合金的开裂机理。导致Al0和Al0.5高熵合金中产生沿晶热裂纹的根本原因是大角度FCC柱晶间的狭长孔隙处熔体补偿不足以及晶界强度较低,而Al1.0高熵合金中的穿晶冷裂纹是由BCC等轴晶在残余应力作用下发生脆性断裂引起的。等轴的FCC+BCC（B2）层片状近共晶组织可以有效消除热裂纹和冷裂纹。（4）研究了热处理对最优SLM工艺参数下成形的Al0.75高熵合金显微组织和力学性能的影响。700°C热处理后合金的FCC相基体中析出了大量B2短棒状纳米沉淀相和L12球形纳米颗粒,此时合金的显微硬度达到最大值424 Hv,压缩性能最佳,抗压强度和断裂应变分别为2056 MPa和30.63%,经过10 h时效处理后,硬度进一步增大为466 Hv,抗压强度和断裂应变分别增大为2341 MPa和35.11%。热处理后Al0.75高熵合金的强化机理为固溶强化与沉淀强化。
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