图3. WE43 合金的 SEM 图像：(a-c) 铸件；(d-f) 挤压；(g-i) LPBF；(j-l)LPBF-DCT。

在该研究中，采用LPBF工艺成功制备了无裂纹、致密的WE43镁合金。对不同制造工艺制造的WE43合金的显微组织和力学性能进行了系统研究。主要结论如下：

(1) 不同的制造工艺对WE43镁合金的力学性能有显着影响。与铸造和挤压合金相比，LPBF制备的WE43合金表现出更高的机械性能，UTS、YS和EL值分别为313MPa、236MPa和9.6%。此外，经过DCT工艺后，LPBF制备的WE43合金的力学性能得到了有效改善，UTS和YS分别提高了337MPa和275MPa，EL提高了10.5%，远高于传统合金。

(2) LPBF工艺的高冷却速率导致WE43合金中存在大量相，特别是亚稳态强化相，例如β'-Mg12NdY和β''-Mg3(Y,Nd)。此外，LPBF期间的大热梯度导致层状显微结构以粗柱状晶体为主，散布着细等轴晶体，其主取向为<100>。这与铸造和挤压合金的微观结构显着不同。

(3) DCT工艺的低温环境会导致晶格收缩，平均晶粒面积减少34%。该过程引起的微应力存储应变能降低了沉淀的驱动力。结果，高硬度强化相进一步析出而不破坏亚稳相，例如β'-Mg12NdY和β''-Mg3(Y,Nd)相。

(4) LPBF和LPBF-DCT合金中的析出物失配均小于15%，从而实现了非常高的非均匀成核效率。β''-Mg3(Y,Nd)、β'-Mg12NdY和Mg41Nd5相与基体形成共格界面，使合金具有塑性变形能力。β-Mg14Nd2Y相形成半共格界面，阻止位错运动并增强材料的强度。

(5) LPBF-DCT合金中I1型生长断层减少，非基底位错结构的临界分解剪切应力降低，更多的型非基底位错被激活。该结果与EBSD得到的KAM值分析结果一致。这些位错是可塑性的关键来源。然而，LPBF-DCT合金中亚晶界的增加阻碍了部分位错的滑移和攀爬，确保了强度和韧性的协同强化效应。

李坤，男，博士，重庆大学机械工程学院“弘深青年学者”特聘专家，博士生导师，海外引进人才。2011年获吉林大学材料科学与工程学科工学学士学位；2016年获清华大学机械工程学科工学博士学位；2017年2月赴美国德州大学埃尔帕索分校从事博士后研究工作，并担任Lawrence E. Murr（美国增材制造先驱）和R.D.K. Misra课题组博士生联合指导老师，科研成果获德州大学2018年度研究员奖；2019年4月任美国匹兹堡大学机械工程及材料科学系高级研究员教职；2020年8月被聘为重庆大学“弘深青年学者”教授、博士生导师，从事教学科研工作。主要从事3D打印及增材制造、高性能材料及智能加工等研究。在Additive Manufacturing、Journal of Materials Science and Technology、Materials Science and Engineering: A、Journal of Nuclear Materials、Materials & Design、Small等著名期刊和会议上发表论文80余篇。担任Acta Materialia、Materials Research Letters、International Journal of Plasticity等领域著名期刊评审人。

温鹏，清华大学机械工程系 副教授/博士生导师，2009年毕业于日本广岛大学，获得机械工程博士学位。目前主要从事激光增材制造技术和生物可降解金属材料研究，承担国家和企事业单位相关课题30余项，在Bioactive Materials, Acta Biomaterialia, Additive Manufacturing等发表学术论文50余篇。

Li K, Chen W, Yin B, et al. A comparative study on WE43 magnesium alloy fabricated by laser powder bed fusion coupled with deep cryogenic treatment: Evolution in microstructure and mechanical properties[J]. Additive Manufacturing, 2023: 103814.

https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103814

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