激光粉末床熔融成形Al–Si–Fe–Mn–Ni–Sc–Zr合金的组织形貌及腐蚀行为

摘要

为探讨添加不同质量分数Al–Mg–Sc–Zr合金对激光粉末床熔融（PBF-LB）成形Al–Si系合金组织及腐蚀行为的影响，向Al–Si–Fe–Mn–Ni(ASF)合金粉末中分别添加质量分数10%、20%、30%的Al–Mg–Sc–Zr粉末，通过激光粉末床熔融成形技术制备得到Al–Si–Fe–Mn–Ni–Sc–Zr(ASF-M)交叉合金（Cross-over alloy），并对比分析了ASF-M合金的微观组织和耐腐蚀性能。结果表明，添加适量的Al–Mg–Sc–Zr合金可有效抑制ASF-M合金等轴晶区和柱状晶区晶粒的长大，细化等轴晶区α-Al晶粒和Si网络结构，并减小柱状晶区Si颗粒的尺寸（10～100 nm）。电化学测试结果显示，ASF-M10合金相比于ASF-M0合金，表现出更高的阻抗、更低的腐蚀电流密度和优异的抗点蚀性能；而ASF-M20和ASF-M30合金的抗腐蚀性能则较ASFM0合金有所下降。浸泡腐蚀形貌分析表明，随着Al–Mg–Sc–Zr合金的添加，ASF-M合金连续层间腐蚀被抑制，出现少量点蚀坑；主要是因为细化的Si网状组织可有效抑制电偶腐蚀，同时，Mg元素能够起到稳定氧化膜的作用。

关键词

激光粉末床熔融 / 交叉合金 / 组织演变 / 电化学腐蚀性能 / 腐蚀机理