01 Úvod k papíru Úvod do aditivní výroby drátěného oblouku (WAAM) z-nákladových hořčíkových slitin byla dlouho omezena nedostatečnou pevností, zejména kvůli obtížnosti výroby specializovaných drátů s vysokým obsahem slitin. Tato studie navrhuje laserovou-dvoudrátovou{4}}drátovou strategii WAAM (laser{5}}DWAAM) in-legování na místě, která úspěšně vytváří vysoce stárnoucí-vytvrditelný Mg-9Al-0,4Zn (AZ90) slitinou na bázi čistého hliníku s pomocným drátem{2} AZ31 pomocí tavení hlavního drátu na bázi hořčíku AZ1} Optimalizovaná slitina AZ90 po ošetření stárnutím dosáhla zvýšení meze kluzu (YS) asi 80 MPa a nakonec dosáhla komplexních vlastností YS 185 MPa nebo větších, mez pevnosti v tahu (UTS) větší nebo rovna 335 MPa a tažnost (EL) větší nebo rovna 7 % pro doposud známou slitinu WAAM. Mechanismus posilování jádra spočívá ve tvorbě precipitátů -Mg17Al12 s vysokou hustotou, zejména těch s ne-bazální orientací (úhly ~35 stupňů a 90 stupňů k bazální rovině), které mohou přilepit bazální dislokační skluz s účinností mnohem vyšší než u bazálních precipitátů. Tato práce otevírá novou cestu pro aditivní výrobu slitin hořčíku s vysokým obsahem slitin.
02 Celý text Přehled Slitiny hořčíku mají významný strategický význam v leteckém průmyslu díky své nízké hustotě a vysoké specifické pevnosti. Technologie WAAM se svou vysokou účinností depozice a vynikající bezpečností je považována za preferovanou metodu výroby velkých a složitých součástí z hořčíkové slitiny. Současné aplikace WAAM se však zaměřují hlavně na nízko-legované slitiny hořčíku, jako je Mg-3Al-1Zn (AZ31), jejichž pevnost je nedostatečná pro požadavky na vysoký-výkon. Zvýšení obsahu hliníku je účinný způsob, jak zvýšit pevnost, ale slitiny s vysokým{12}}hliníkem mají nízkou plasticitu, takže je obtížné vyrábět kvalifikované svařovací dráty. K překonání tohoto úzkého místa svařovacího drátu vyvinula tato studie laserovou-dvojitou{14}}spolu{14}}ko{15}}tavení drátu legovací techniku in-situ, která obešla problém výroby vysokolegovaných svařovacích drátů, a dosáhla výroby slitiny AZ90 s cílovým složením díky přesné kontrole roztavené lázně.
Bimetalický WAAM však čelí výzvám: rozdíly ve fyzikálních vlastnostech různých materiálů (jako jsou teploty tání) mohou vést k nestabilnímu přenosu kapiček, což má za následek defekty, jako je nehomogenita složení a poréznost. Tato studie inovativně zavádí hybridní energetické pole laserového-oblouku, jehož cílem je stabilizovat přenos kapiček, zlepšit dynamiku lázně taveniny pro podporu homogenizace složení a současně zmírnit tvorbu defektů. Prostřednictvím systematických experimentů a mikro-analýzy mechanismů tato práce úspěšně dosahuje nízkých-defektů, vysoce homogenizované in{5}}výroby slitiny AZ90 in situ a zaměřuje se na objasnění kvantitativního vztahu mezi mikrostrukturou po zpevnění stárnutím a mechanickými vlastnostmi, přičemž poskytuje klíčové technologie a teoretické pokyny pro kontrolovatelnou výrobu vysoce výkonných hořčíkových slitin WAAM.
Obrázek 3 ilustruje srovnání makrostruktury a vnitřní kvality nanesených vrstev v rámci laserových -a ne-laserových{3}}dvouvodičových{4}}drátových procesů WAAM (laserové-DWAAM a ne-laserové DWAAM). Vzorky nepodporované -laserem- vykazovaly zjevné výstupky na začátku oblouku a optické mikrofotografie příčného řezu{10}} ukázaly četné póry ve směru depozice; naproti tomu vzorky Laser-DWAAM měly jednotnou tloušťku stěny a téměř žádné viditelné póry v průřezu-. Tento rozdíl intuitivně demonstruje významnou výhodu zavedení laserové synergie: laserová podpora výrazně stabilizuje chování při přenosu kapek a účinně zvyšuje kvalitu a rovnoměrnost nanášení, čímž pokládá základy pro výrobu- vysoce výkonných materiálů.
