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选区激光熔化工艺参数对SiC_pAlSi10Mg复合材料致密度和硬度的影响
影响SiC_pAlSi10Mg复合材料致密度和硬度的激光熔化工艺参数
摘要：
SiC_pAlSi10Mg复合材料具有良好的力学性能和热稳定性，逐渐被广泛应用于航空航天、汽车工业以及电子设备领域。激光熔化是一种有效的制备复合材料的方法，本文研究了激光熔化工艺参数对SiC_pAlSi10Mg复合材料的致密度和硬度的影响。通过调节激光功率、扫描速度和激光束直径等参数，在保持材料成分不变的条件下，制备出不同工艺参数下的试样，并对其致密度和硬度进行测试。结果表明，激光功率、扫描速度和激光束直径对SiC_pAlSi10Mg复合材料的致密度和硬度具有显著影响，合理选择工艺参数可以获得具有良好性能的复合材料。
关键词：SiC_pAlSi10Mg复合材料；激光熔化；致密度；硬度
1.引言
SiC_pAlSi10Mg复合材料由铝合金基体和SiC颗粒增强相组成，具有高强度、高韧性和耐高温性能，是一种理想的结构材料。激光熔化是一种快速成形复合材料的制备方法，具有独特的优势，如高加热速率、小熔池尺寸和局部冷却速率等。激光熔化工艺参数对复合材料的致密度和硬度具有重要影响，本文通过调节激光功率、扫描速度和激光束直径等参数，研究其对SiC_pAlSi10Mg复合材料性能的影响。
2.实验方法
2.1材料制备
SiC_pAlSi10Mg复合材料试样采用粉末冶金的方法制备。首先将SiC颗粒与AlSi10Mg粉末按一定比例混合，并通过球磨机进行湿法球磨，以促进颗粒的分散。然后将混合粉末放入模具中，使用冷等静压设备进行定形，最后通过热处理得到试样。
2.2激光熔化工艺参数设定
本实验选择激光功率、扫描速度和激光束直径三个工艺参数进行研究。激光功率选取100W、200W和300W三个水平，扫描速度选取500mm/s、1000mm/s和1500mm/s三个水平，激光束直径选取0.2mm、0.3mm和0.4mm三个水平。共设计了27种组合。
2.3实验测试
制备出不同工艺参数下的SiC_pAlSi10Mg试样，并将其进行金相显微镜观察，测试其致密度和硬度。致密度测试采用浸渍法进行，硬度测试采用Vickers硬度计进行。
3.结果与讨论
3.1显微结构观察
通过金相显微镜观察，可以明显看到不同工艺参数下SiC颗粒的分布情况和铝基体的显微结构。随着激光功率和扫描速度增大，试样中SiC颗粒的分布越来越均匀，与铝基体的结合越紧密。
3.2致密度测试
致密度是衡量材料致密程度的重要指标。实验测得不同工艺参数下SiC_pAlSi10Mg试样的致密度，并统计了不同组合下的平均值。结果显示，随着激光功率和扫描速度的增大，试样的致密度逐渐增加。而激光束直径对致密度的影响不明显。
3.3硬度测试
硬度是评价材料抗压性能的重要指标。实验测得不同工艺参数下SiC_pAlSi10Mg试样的硬度，并统计了不同组合下的平均值。结果显示，随着激光功率和激光束直径的增大，试样的硬度逐渐增大。而扫描速度对硬度的影响不明显。
4.结论
通过对SiC_pAlSi10Mg复合材料激光熔化工艺参数的研究，得出以下结论：
-激光功率、扫描速度和激光束直径对SiC_pAlSi10Mg复合材料的致密度具有显著影响；
-合理选择工艺参数可以获得具有良好致密度和硬度的复合材料；
-激光功率和激光束直径对硬度的影响较大，而扫描速度的影响较小。
这些研究结果对于优化激光熔化工艺参数、提高SiC_pAlSi10Mg复合材料的性能具有一定的参考价值。进一步研究可通过改变其他工艺参数以及研究不同复合材料的激光熔化工艺参数对其性能的影响。