晶粒尺寸效应对SLM AlSi10Mg合金拉伸响应影响的晶体塑性模拟

doi:10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2026.02.005

齐鲁工业大学学报 ›› 2026, Vol. 40 ›› Issue (02) : 43 -51. DOI: 10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2026.02.005

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摘要

为进一步揭示晶粒尺寸、形貌对金属增材制造材料力学性能的影响，本文采用晶体塑性有限元方法，以选区激光熔化(SLM)成形的AlSi10Mg合金为研究对象，建立不同平均晶粒尺寸的代表性体积单元(RVE)模型。探究晶粒尺寸对其细观拉伸力学行为的影响。结果显示：随着晶粒尺寸的减小，应力与应变分布更加均匀，AlSi10Mg合金屈服强度和抗拉强度越高，平均晶粒尺寸从20μm减小至6μm时，材料的屈服强度和抗拉强度分别提升了约37.89%和17.91%,符合Hall-Petch关系。此外，在晶界处应力与应变呈现出集中分布的现象，表明晶界对位错运动具有阻碍作用。应变条带的分布受晶体取向的影响与载荷加载方向呈45°,符合Schmid滑移定律。