205C/7075铝合金激光同轴熔丝增材制造组织与气孔耦合演化机理

来源：机械工程学报杂志2026年第3期北京时间：

作者：占小红, 高转妮, 张凯昱, 王建峰, 李响, 徐方达

单位：1. 南京航空航天大学材料科学与技术学院 南京 211106;2. 无锡锐科光纤激光技术有限责任公司 无锡 214000;3. 苏州融速智造科技有限公司 苏州 215400

摘要：激光同轴熔丝增材制造技术凭借其高成形柔性和材料熔化均匀等优势，为基于2系和7系铝合金的高性能异质材料整体结构的高效成形提供了新型有效解决方案。针对铝合金激光同轴熔丝增材制造过程中存在的冶金气孔缺陷问题，本研究采用实验分析与数值模拟结合的方法，分析了不同类型晶粒及晶粒不同位置处气孔分布的差异化特征，揭示了气孔析出初始特征与晶粒形核条件对组织与气孔竞协演化行为的影响机理。结果表明：205C铝合金过渡层C1等轴晶界气孔率(0.03%)显著高于晶内区域(0.01%)，7075铝合金过渡层C2柱状晶区气孔率(1.01%)与平均气孔直径(48.07 μm)分别为等轴晶区的10.1倍和1.68倍。凝固末期，柱状晶上部液相通道的气孔与下方气孔合并形成双晶界气孔，远离一次枝晶尖端的气孔被两侧柱状晶包裹形成三晶界交互气孔。多等轴晶间气孔受晶界均匀约束作用影响呈近球形形貌，柱状晶间气孔形貌受晶体取向约束呈沿晶界定向延伸的条状分布。随着柱状晶生长模式由汇聚型向平行型直至发散型转变，晶间气孔的长度、宽度和圆度逐渐增大。

关键词：铝合金,激光同轴熔丝增材,微观组织,气孔,耦合演化；