Page 35 - 无损检测2024年第四期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202404001

基于微纳 CT 的 SLM 成形铝合金缺陷与

损伤表征

胡正伟 1 , 2 , 3 , 甘 勇 1 , 2 , 3 , 林建辉 1 , 2 , 3 , 魏 丹 1 , 2 , 3

( 1. 中国航发北京航空材料研究院, 北京 100095 ; 2. 航空材料检测与评价北京重点实验室, 北京 100095 ;
3. 中国航空发动机集团 检测材料与评价重点实验室, 北京 100095 )

摘 要: 使用微纳 CT 检测技术和图像分析方法对激光选区熔化成形( SLM ) AlSi10M g 合金

拉伸试样内部微观缺陷进行高分辨率表征, 获取了缺陷的等效直径、 距离材料表面最短距离、 球度、
表面网格模型等几何特征, 同时对拉断后失效试样的内部损伤进行高分辨率检测。试验结果表明,
拉伸试样内部缺陷主要为气孔和高密夹杂, 平均等效直径分别为30 μ m 和35 μ m , 距离材料表面

平均最短距离分别为0.89mm 和0.70mm , 平均球度分别为0.71和0.70 , 以亚体素精度重构了气
孔表面结构的网格模型, 在失效试样断口区域发现了高密夹杂引起的微裂纹, 其平均开口宽度

为20 μ m 。

关键词: 微纳 CT ; 激光选区熔化; AlSi10M g 合金; 缺陷; 损伤

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2024 ) 04-0001-06

Characterizationofdefectsanddama g einAlallo y formedb y SLMbasedonmicro-nanoCT

1 , 2 , 3
HUZhen g wei , GANYon g 1 , 2 , 3 , LINJianhui , WEIDan 1 , 2 , 3
1 , 2 , 3

( 1.AECCBei j in g InstituteofAeronauticalMaterials , Bei j in g 100095 , China ;

2.Bei j in gKe yLaborator y ofAeronauticalMaterialsTestin g andEvaluation , Bei j in g 100095 , China ;

3.Ke yLaborator y ofAeronauticalMaterialsTestin g andEvaluation , AeroEn g ineCor p orationofChina ,
Bei j in g 100095 , China )

Abstract : Thep a p erem p lo y edmicro-CTins p ectiontechnolo gyandima g eanal y sismethodstoconducthi g h-

resolutioncharacterizationofinternalmicro-defectsintheselectivelasermeltin g ( SLM ) AlSi10M gallo ytensile

s p ecimens.Geometricfeaturesofdefectssuchase q uivalentdiameter , shortestdistancetothematerialsurface ,

s p hericit y , andsurfacemeshmodelwasobtained.Simultaneousl y , hi g h-resolutiondetectionofinternaldama g ein

thefaileds p ecimensaftertensiletestin gwasc onducted.Theex p erimentalresultsindicatedthattheinternaldefects

in thetensiles p ecimenswerep rimaril yp oresandhi g h-densit yinclusions , withavera g ee q uivalentdiametersof

30 μ mand35 μ m , andavera g eshortestdistancetothematerialsurfaceof0.89mmand0.70mmres p ectivel y .The

avera g es p hericit ywas0.71and0.70.Themeshmodelofthep oresurfacestructurewasreconstructedwithsub-

voxelaccurac y , andmicro-crackscausedb y hi g h-densit y inclusionswerediscoveredinthefractureareaofthefailed

s p ecimen , withanavera g eo p enin gwidthof20 μ m.

Ke ywords : micro-nanoCT ; selectivelasermeltin g ; AlSi10M g allo y ; defect ; dama g e
AlSi10M g 合金属于 Al-Si系合金, 具有密度
收稿日期: 2023-09-13
低、 热传导率高、 比强度高、 易加工等优点, 在航空航
基金项目: 中国航发自主创新项目( ZZCX-2020-020 ) [ 1 ]
天、 轨道交通、 汽车工业、 医学等领域有广泛应用 。
作者简介: 胡正伟( 1991- ), 男, 硕士, 工程师, 主要研究方向为
传统的 AlSi10M g 合金构件成型方法往往工艺复
增材制造工业 CT 检测技术
杂、 生成周期长、 成本高, 无法满足大型化、 整体化、
通信作者: 胡正伟, 656505898@ qq .com
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2024年 第46卷 第4期
无损检测