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Erschienen in:

11.05.2023

Densification, Microstructural, and Mechanical Properties of Al-Mn-Mg-Er-Zr Alloy Fabricated by Laser Powder Bed Fusion

verfasst von: Jiang Yu, Yaoxiang Geng, Zhijie Zhang, Hongbo Ju

Erschienen in: Metals and Materials International | Ausgabe 11/2023

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Abstract

To address the high cost of raw materials for laser powder bed fusion (L-PBF) processed high-performance Al-Mn-Mg-Sc-Zr alloy, a novel Er- and Zr-modified Al-Mn-Mg alloy was fabricated by L-PBF using pre-alloyed powder in this study. The large internal stress and the existence of the keyhole together caused cracks in most of the L-PBF processed samples. The as-built sample exhibited a heterogeneous grain structure, including main columnar α-Al grains in the inner region of the molten pool and a few ultrafine α-Al equiaxed grains at the fusion boundary. Al3Er nanoparticles were attached to the Al6Mn phase, and both mainly precipitated at the grain boundary of α-Al. The existence of Mn in the alloy reduced the grain refining effect of Er elements. The yield strength (YS), ultimate tensile strength (UTS) and elongation of the as-built alloy were 327 ± 5 MPa, 502 ± 3 MPa, and 12.2 ± 1% respectively. When the aging temperature was over 350 ℃, the primary precipitates in the sample grew up, and needle-shaped secondary Al6Mn nanoparticles precipitated from α-Al. 350 ℃-6 h aging alloy exhibited maximum Vickers hardness of 171 ± 1 HV with YS, UTS and elongation of 339 ± 2 MPa, 508 ± 1 MPa and 8.1 ± 1%, respectively. During the tensile process of the alloy, micro-cracks mainly originated from the fusion boundary. At last, the authors also shared some prospects for future work.

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Metadaten
Titel
Densification, Microstructural, and Mechanical Properties of Al-Mn-Mg-Er-Zr Alloy Fabricated by Laser Powder Bed Fusion
verfasst von
Jiang Yu
Yaoxiang Geng
Zhijie Zhang
Hongbo Ju
Publikationsdatum
11.05.2023
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International / Ausgabe 11/2023
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-023-01449-z

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