Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｇｅｔ Ａ１·Ｓｉ ａｌｌｏｙ ｐａｒｔｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ， ｔｈｅ ｆｏｒ ｍ ａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ Ａ１一Ｓｉ ａｌｌｏｙ ｐａｒｔｓ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｍｅｌｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｆａｂｒ ｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｎｓｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｒａｃｋ ｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｗｅＩ＇ｅ ｒｅｖｅａｌｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｓａｍｐｌｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｔ ｆ ｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｐｏｗｅｒ ｄｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈ ｅ ｃｏｌｄ ｃｒａｃｋｓ ａ ｒｅ ｆｏｒ ｍ ｅｄ ｉｎ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｈｉｃｈ ｅｘｐａｎｄ ａ ｌｏｎｇ ｔｈｅ ｃｌａｄｄｉｎｇ ｌａｙｅｒ．Ｉｔｓ ｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ｔｈａｔ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ｓｉ ｉｓ ｆｏｒ ｍ ｅｄ ｄｕｒ ｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ｓｉ ｒｅｄｕｃｅｓ ｃｒａｃｋ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ａ１一Ｓｉ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ，ａｎｄ ｃｒａｃｋ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃａｎｎｏｔ ｂｅ ｅｎｏｕｇｈ ｔｏ ｒｅｓｉｓｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｄｕｒ ｉｎｇ ｔｈｅ ｆｏｒ ｍ ｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｉｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｃｏｌｄ ｃｒａｃｋｓ．Ｂｙ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａ ｒａｍｅｔｅｒｓ， Ａ１一Ｓｉ ａｌｌｏｙ ｐａｒｔｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｃｒａｃｋｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｆｏｒ ｍ ｅｄ．
基金项 目：国家 自然科学基 金资助项 目（６１４７５０５６）；湖北 省 自然科学基金 重点资 助项 目（２０１４ＣＦＡ０４９）；中央高校 基本 科研业务费资 助项 目（ＨＵＳＴ：２０１３ＱＴ００２）
作者简介 ：王梦 瑶 （１９９０一），女 ，硕 士研 究 生 ，现 主要从 事 激光加工及激光快速成型 的研究 。
关键词 ：激光技术 ；选 区激光熔化 ；Ａ１一Ｓｉ合金 ；致密度 ；裂纹 中图分类号 ：ＴＧ６６５ 文献标志码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．７５１０／ｊｇｉｓ．ｉｓｓｎ．１００１－３８０６．２０１６．０２．０１４
Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｍ ｅｌｔｉｎｇ ＡＩ－Ｓｉ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
｛通 讯 联 系人 。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｕｈｈ＠ ｍａｉｌ。ｈｕｓｔ．ｅｄｕ．ａｎ 收稿 日期 ：２０１５－０２－０３；收到修改稿 日期 ：２０１５—０３—１２
（华 中科技大学 武汉光 电国家实验 室 ，武汉 ４３００７４）
摘要 ：为 了得到性能 良好 的 Ａｌ－ 合金零件 ，对 选区激光熔化成形 Ａ１．ｓｉ合金 的成 形特性 以及成形 试样 中裂纹进 行 了研究 ，得 到了成形样致 密度 和工 艺参 量 的关 系 以及 裂纹 的形成机 制 。在合适 的工 艺 区间 内，随着激 光能 量密度 的增 大 ，致密度先上升后下 降 ；大部分试样底部存在沿熔覆层扩展 的冷裂纹 ；其形 成机制是 Ａｌ—ｓｉ合金粉末 成形 过程 中，生成 大量共晶 ｓｉ相 ，使材料的抗裂性能不足 以抵抗成形过程 中的高温度梯 度导 致 的残 余应力 所致 。结 果表 明，通 过调整成 形工艺参量 ，可 以得 到无裂纹 的性能 良好 的成 型零件 。
ＷＡＮＧ Ｍｅｎｇｙａｏ，ＺＨＵ Ｈａｉｈｏｎｇ，ＱＩ死 ，ＺＨＡＮＧ Ｈｕ，ＺＥＮＧ Ｘｉａｏｙａｎ
（Ｗｕｈａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎ 术
ＩＡ ＳＥＲ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
Ｖｏ１．４０，Ｎｏ．２ Ｍ ａｒｃｈ，２０１６
文章编号 ：１００１—３８０６（２０１６）０２．０２１９—０４
选 区激 光熔 化成 形 Ａｌ－Ｓｉ合 金 及 其裂 纹 形成 机 制 研 究
王梦瑶，朱海红 ，祁 婷，张 虎，曾晓雁
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌａｓｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｍｅｌｔｉｎｇ；Ａ１一Ｓｉ ａ ｌｌｏｙ；ｄｅｎｓｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ；ｃｒａｃｋ
引 言
选 区激光 熔 化 成 形 （ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｍｅｌｔｉｎｇ，ＳＬＭ） 技术是本 世 纪初 迅 速发 展起 来 的一 种 快速 制 造技 术 』。它根据零件的 ３维 ＣＡＤ模型，利用高功率密度 激光 对需 要成 形 区域 的金 属粉 末进 行逐 点 、逐 线 、逐层 熔 化 ，从 而生成 高性 能 、致 密 度 近 乎 １００％ 的 ３维金 属 零件 。与传统制造技术相 比，ＳＬＭ无需模具直 接成形 出各种复杂形状 的金属零件 ，且成形件密度高、性能 良 好 、精 度高 ，一般 无需 进 一 步 加 工 ，经 简 单抛 光 或 表 面 处理 即可使 用 Ｊ。 由于 ＳＬＭ技 术 的特点 ，ＳＬＭ 技术 引