TiB₂/AlSi10Mg复合粉体

激光增材专用高强铝

面向激光粉末床熔融的预合金化复合材料，通过轮廓扫描策略克服尺度效应，在多尺度结构中获得均匀细晶组织和稳定的高强度。

Feng, Zhe · Wang, Geng · Wang, Yongxia · Dang, M. J. · 范玮 · 谭华 · Zhiwei, Hao · Zhang, Siyu · Chen, Yuguang · Peng, Yijie · Zhang, Tianchi · Shi, Shuoqing · Lu, Xufei · 张凤英 · 林鑫 · 黄卫东

Journal of Materials Science and Technology 2025

参数信息

胞状组织尺寸

0.86–1.55 μm

胞状组织尺寸减小幅度

49–72 %

最小尺度结构强度

0.5

尺度效应研究阈值

2.0 mm

技术优势

组织更均匀

增加轮廓扫描后，层间时间延长与激光重熔共同作用，所有试样都获得显著细化的微观组织，边缘区反而出现“硬化”。

强度稳定

采用轮廓扫描后，不同尺度结构的显微硬度和强度均保持高水平，不再出现小尺寸结构强度减半的现象。

尺度效应可克服

该材料存在2.0 mm的尺度阈值，但通过轮廓扫描可以显著抵消尺度效应带来的不利影响，使设计不再受尺度限制。

细晶强化

结构尺度增大时，胞状组织和晶粒尺寸减小49%–72%，从约3.02 μm细化到0.86–1.55 μm，有利于提高力学性能。

应用场景

• 激光粉末床熔融：直接用常规LPBF工艺打印，无需预混粉或改变参数。
• 航空航天轻量化结构：在减重同时保证不同尺度部位强度均匀，避免边缘软化。
• 多尺度结构件：用轮廓扫描克服尺度效应，使薄壁与厚壁部位性能一致。
• 铝基复合材料：TiB₂增强铝基复合材料在LPBF中获得细晶组织和稳定高强度。