蘇州大學(xué)與中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合新加坡科技研究局（A*STAR）發(fā)表研究稱，采用綠光激光定向能量沉積（DED-LB）技術(shù)并結(jié)合含碳化鈦（TiC）增強(qiáng)粉末，成功制備出拉伸屈服強(qiáng)度約600兆帕的AA7075鋁合金。該成果已發(fā)表于《自然·通訊》，其強(qiáng)度指標(biāo)超過(guò)研究中使用的鍛造AA7075參考樣品，也高于此前報(bào)道的大多數(shù)定向能量沉積加工鋁合金。

7xxx系列高強(qiáng)度鋁合金因高反射率、易產(chǎn)生凝固裂紋以及鋅、鎂等合金元素易揮發(fā)，一直難以通過(guò)激光基增材制造工藝進(jìn)行加工。為突破這一瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)將波長(zhǎng)為532納米的綠光激光器與含有1.7wt.% TiC納米顆粒的AA7075粉末相結(jié)合。TiC顆粒促進(jìn)了等軸晶的形成并有效抑制了凝固裂紋，而綠光則提升了材料對(duì)能量的吸收效率與熔池穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明，在測(cè)試條件下，兩者必須協(xié)同作用才能制備出高密度且無(wú)裂紋的沉積層。

與傳統(tǒng)紅外激光定向能量沉積相比，綠光工藝所需的激光功率更低。在較低掃描速度下，綠光工藝僅需600瓦即可制備高密度沉積層，而紅外激光需1000瓦。此外，綠光顯著減少了合金元素的蒸發(fā)損失，鋅和鎂的損耗分別較紅外激光工藝降低了30.1%和77.2%。X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描顯示，在高速度加工條件下，綠光樣品的孔隙率體積分?jǐn)?shù)約為0.02%，遠(yuǎn)低于紅外激光樣品的0.11%。

經(jīng)過(guò)T73熱處理后，采用低速綠光工藝的試樣屈服強(qiáng)度達(dá)到591±22兆帕，延伸率為2.9±0.5%；高速工藝試樣屈服強(qiáng)度為543±1兆帕，延伸率為5.5±0.6%。作為對(duì)比，相應(yīng)紅外激光試樣的屈服強(qiáng)度分別為345±12兆帕和411±4兆帕。微觀結(jié)構(gòu)分析指出，鋅和鎂元素的高保留率支持了熱處理過(guò)程中大量納米級(jí)η′析出相和G-P區(qū)的形成，這是強(qiáng)度顯著提升的關(guān)鍵機(jī)制。

研究結(jié)果表明，綠光激光定向能量沉積技術(shù)配合定制化粉末成分，有望改善傳統(tǒng)紅外激光難以制造的高強(qiáng)度鋁合金的加工性能。

資料來(lái)源：Metal Additive Manufacturing；原文發(fā)布日期：2026-11-03。本文為資料編譯。