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随着汽车工业和航空工业的不断发展,对结构件轻量化、大型化、整体化的要求越来越高。激光熔化沉积技术可以快速成型大型化整体化的构件,具有成本低、材料利用率高、加工周期短等优势。AlSi10Mg合金具有强度高、热膨胀系数小、耐磨耐蚀性好等优点,这使得二者的结合成为近些年来国内外学者研究的热点。本文开展了AlSi10Mg合金LMD成型的研究,对成型工艺、显微组织进行了相关的研究和分析,利用ANSYS仿真软件模拟了LMD成型时熔池中温度场的分布,结合试验分析结果对组织转变的原因进行了验证,对AlSi10Mg合金激光熔化沉积块体样品的力学性能进行了测试。主要工作内容如下:开展了AlSi10Mg合金LMD成型的单道次试验,对各个工艺参数进行探索,经过研究表明:当激光功率不断的增大时,沉积层的熔深和宽度都逐渐增大,高度变化不明显,沉积层显微组织中的气孔先增加后减少,沉积层的显微硬度先增大后减小;随着扫描速度的不断增大,沉积层的宽度和熔深以及高度都逐渐减小,沉积层显微组织中的气孔先增加后减少,沉积层的显微硬度先增大后减小;随着送粉速率的不断增大,沉积层的宽度和熔深逐渐减小,高度不断增大,沉积层显微组织中的气孔先增加后减少,沉积层的显微硬度先增大后减小。工艺参数优化为:激光功率3000 W,扫描速度12 mm/s,送粉速率6 g/min。利用ANSYS仿真软件模拟了AlSi10Mg合金LMD成型时熔池中的温度场,分析了激光功率以及扫描速度对其影响。对柱状晶向等轴晶的转变做出了定性的解释:根据模拟结果可以看出,在熔池液态金属冷却凝固时,随着固液界面远离熔池底部,熔池中的温度梯度减小,冷却速度增大,因此在熔池中出现柱状晶向等轴晶的转变。研究了不同工艺参数下试样致密度的变化规律,得出最佳工艺参数为:扫描间距为0.9 mm,每次上升高度为0.6 mm;利用光学显微镜和扫描电子显微镜对块体沉积试样进行了显微组织分析:AlSi10Mg合金激光熔化沉积成型的块体的显微组织具有典型的层带特征,在融合区以粗大的柱状晶为主,在两个相距较近的融合区之间可能形成贯通生长的柱状晶;在熔池的中心区域以等轴晶为主;随着距离基底距离的增加,晶粒逐渐细化;分别对沉积态的块体样品和进行了球化加时效热处理后的样品进行力学性能测试:沉积态样品显微硬度为110 HV,抗拉强度为159 MPa,延伸率为8.5%;经过热处理后,块体样品的显微硬度为125 HV左右;抗拉强度为217 MPa,达到铸件铝合金的水平,其延伸率为10.6%。