导读：采用激光粉末床熔融（LPBF）打印铝锂合金具有巨大的工业应用潜力。然而，由于锂的添加而导致的高热裂敏感性（HCS），其仍然是制约其快速向此类工业应用发展的关键因素。本文通过三维(3D)X射线显微断层扫描技术研究了LPBF工艺制造的Al-Li合金的热裂行为。结果显示，打印样品中具有3D网状结构的大且相互连接的裂缝，从之前的单个轨道中的层状裂缝沿构筑方向逐层延伸。Al6CuLi3之间的偏析导致Al-Cu共晶沿大角晶界形成晶间液膜。此外，发现2之间的界面层（枝晶内液膜）Cu和相邻的LiAlSi或AlCuMgAg在晶粒内部表现出降低的抗微裂纹性。此外，高的内部残余拉应力为裂纹的萌生和扩展提供了驱动力。
增材制造(AM)是一种实现复杂形状高性能金属零件的三维(3D)近净形成型的方法，推动了基于3D打印的下一次工业革命。与传统的减材制造相反，增材制造采用逐步逐层的材料加工策略。它允许将模型切片从复杂的3D设计转换为简单的2D几何图形。激光粉末床融合(LPBF)是一种典型的基于粉末的增材制造方法。Al-Li合金比传统的2xxx或7xxx系列铝合金更受欢迎，因为它们具有低密度、高弹性模量、高强度重量比、高损伤容限和耐腐蚀性。此外，可以引入Cu和Mg以形成Al-Cu-Li合金，这有助于优化析出顺序，或者通过与Li结合生成强化相，例如T1(Al2CuLi)和T2(Al6CuLi3)，或通过改变溶解度。然而，添加Li和Cu也显着增加了热裂敏感性(HCS)的铝锂合金。
实现这一目标的主要障碍可能是铝锂合金在LPBF过程中复杂的非平衡凝固过程。在这项工作中表明，Al-Li合金的最终沉淀顺序直接影响打印样品的热裂行为和机械性能。然而，关于铝锂合金的LPBF加工的研究很少。通过调整工艺参数来优化激光加工性能是制造无裂纹铝锂组件的重要一步。
一般来说，热裂的贡献主要来自两个来源：液膜和应力集中。稳定的液膜是必不可少的先决条件，而应力集中是引发裂纹并使其扩展的触发因素，最终导致灾难性故障。需要考虑的最重要因素之一可能是由于锂的添加而导致的动态沉淀顺序的变化，这直接影响了液膜的分布和稳定性。因此，建立微观结构演化、液膜稳定性和残余应力分布之间的关系是揭示热裂机理的关键。在铝锂合金的LPBF过程中。因此，直流温度吨br对于排斥边界，取决于如图12a所示的错误取向角θ，其中参考值吨b一种对于Al-Li合金，定义为K。最低直流温度吨b,分钟r和最大直流过冷度Δ吨b,最大限度分别计算为K和K。
哈尔滨工业大学ZhenglongLei结合实验和理论计算来阐明LPBF处理的铝锂合金的热裂机理。全面讨论了裂纹萌生、扩展和停止的动态热裂纹演化过程，对指导工艺优化具有重要意义。在打印铝锂样品中捕获了具有3D网状结构的晶间裂纹。网状裂纹由单道层状裂纹逐层扩展。由偏析产生的Al-Cu共晶有助于形成晶间液膜。晶间热裂敏感性高于晶粒内部。在应力集中作用下液膜撕裂是裂纹萌生的主要原因。相关研究成果以题“”
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