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图 9 垂直平面中熔池及其周围环境的 EBSD 图。SLMed AZ91D镁合金的 EBSD 取向图 (a)、极图 (b)、核平均取向错误 (KAM) 图 (c) 和晶粒尺寸分布 (d) ( P = 90 W, V = 300 mm/s) .
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图 10 以 300 mm/s 的扫描速度和 90 W 的激光功率制备的 AZ91D 样品的 OM、SEM 显微照片和 EBSD 图。OM 分析 (a)、SEM 显微照片 (b)、热影响区 (HAZ) ( c)、水平面的熔池(d)、EBSD取向图(e)和晶粒尺寸分布(f)。
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图 11 铸态 AZ91D镁合金和 SLM 制造的 AZ91D 合金在相同激光功率(P = 90 W)或相同扫描速度(V = 300 mm/s)下的代表性工程拉伸应力-应变曲线。三个平行拉伸试验的 YS、UTS 和均匀伸长率 (ELu )的平均值绘制在相应的曲线上,误差条代表相应的标准偏差。
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图 12 SLM 制造的拉伸样品在P = 90 W 和V = 200 mm/s (a)、P = 90 W 和V = 300 mm/s (b)、P = 90 W 和V = 400 mm/s时的断裂形态(c), P = 90 W 和V = 700 mm/s (d), P = 150 W 和V = 300 mm/s (e), P = 120 W 和V = 300 mm/s (f), P = 70 W 和V = 300 mm/s (g),P = 50 W 和V = 300 mm/s (h)。
基于这些结果,可以总结出以下结论:
(1)建立了 SLMed AZ91D 孔隙缺陷与能量密度之间的相关性:超低能量密度导致未融合孔隙,超高能量密度导致小孔孔隙,而气孔几乎是不可避免的。
(2)建立了基于熔池深宽比的标准来识别不同的熔化模式。
(3)SLMed AZ91D 呈现出具有细等轴晶粒(~1.2 µm)的随机织构,在层间区域、熔池中心和 HAZ 之间仅观察到晶粒尺寸略有变化。
(4)在最佳工艺参数下制造的 AZ91D 样品表现出优异的机械性能(UTS 约为 340 MPa,YS 约为 235 MPa,ELu约为 8.9%),高于先前报道的 SLM制备AZ91D 合金以及大多数传统的铸态和锻造 AZ91D。
(5)SLMed AZ91D 强度和延展性的优异平衡主要归因于更细的等轴晶粒,以及β-Al12Mg17析出物的不连续分布。