01 Artykuł Wprowadzenie Produkcja addytywna łukiem drutowym (WAAM) tanich-stopów magnezu od dawna jest ograniczona ze względu na niewystarczającą wytrzymałość, głównie ze względu na trudności w produkcji specjalistycznych drutów o dużej zawartości stopu. W tym badaniu zaproponowano strategię tworzenia stopu-wspomaganego laserem z podwójnym-drutem WAAM (laser-DWAAM)-in situ, która pozwala z powodzeniem wytwarzać wysokoutwardzalny-stop Mg-9Al-0,4Zn (AZ90) poprzez stapianie drutu głównego na bazie magnezu-AZ31 z drutem pomocniczym z czystego aluminium. Zoptymalizowany stop AZ90 po obróbce starzeniowej osiągnął wzrost granicy plastyczności (YS) o około 80 MPa, ostatecznie osiągając kompleksowe właściwości YS większe lub równe 185 MPa, wytrzymałość na rozciąganie (UTS) większą lub równą 335 MPa oraz wydłużenie (EL) większe lub równe 7%, ustanawiając najwyższy znany dotychczas rekord wytrzymałości dla stopów magnezu serii WAAM AZ. Mechanizm wzmacniania rdzenia polega na tworzeniu się wydzieleń Mg17Al12 o dużej-gęstości i wielu{25}}skalach, szczególnie tych o orientacji innej niż-bazalna (kąty ~35 stopni i 90 stopni w stosunku do płaszczyzny podstawy), które mogą unieruchomić poślizg dyslokacji podstawowej ze skutecznością znacznie wyższą niż w przypadku wydzieleń podstawowych. Praca ta otwiera nową drogę do wytwarzania przyrostowego stopów magnezu o wysokiej zawartości stopów.
02 Pełny tekst Przegląd Stopy magnezu mają istotne znaczenie strategiczne w sektorze lotniczym ze względu na ich niską gęstość i wysoką wytrzymałość właściwą. Technologia WAAM, charakteryzująca się wysoką wydajnością osadzania i doskonałym bezpieczeństwem, jest uważana za preferowaną metodę produkcji dużych i złożonych elementów ze stopów magnezu. Jednak obecne zastosowania WAAM skupiają się głównie na nisko-stopach magnezu, takich jak Mg-3Al-1Zn (AZ31), których wytrzymałość jest niewystarczająca dla wysokich-wymagań wydajnościowych. Zwiększanie zawartości aluminium to skuteczny sposób na zwiększenie wytrzymałości, jednak-stopy o wysokiej zawartości aluminium mają słabą plastyczność, co utrudnia produkcję kwalifikowanych drutów spawalniczych. Aby przezwyciężyć to wąskie gardło związane z drutem spawalniczym, w ramach tego badania opracowano technikę tworzenia stopu na miejscu-wspomaganego laserem z podwójnym-drutem-topienia, omijającą wyzwanie związane z produkcją wysokostopowych drutów spawalniczych, i umożliwiono produkcję stopu AZ90 o docelowym składzie poprzez precyzyjną kontrolę jeziorka.
Jednakże bimetaliczny WAAM stoi przed wyzwaniami: różnice we właściwościach fizycznych różnych materiałów (takich jak temperatura topnienia) mogą prowadzić do niestabilnego przenoszenia kropel, co skutkuje defektami, takimi jak niejednorodność składu i porowatość. W tym badaniu w innowacyjny sposób wprowadzono hybrydowe pole energii-łuku laserowego, którego celem jest stabilizacja przenoszenia kropel, poprawa dynamiki jeziorka stopionego materiału w celu promowania homogenizacji składu i jednoczesnego ograniczenia powstawania defektów. Dzięki systematycznym eksperymentom i analizie mikro-mechanizmów w ramach tej pracy udało się osiągnąć niski-defektów, wysoce homogenizowany-wytwarzanie in situ stopu AZ90 i skupiać się na wyjaśnieniu ilościowego związku między wzmocnieniem mikrostruktury po starzeniu a właściwościami mechanicznymi, dostarczając kluczowych technologii i wskazówek teoretycznych dla kontrolowanej produkcji-stopów magnezu WAAM o wysokiej wydajności.
Rysunek 3 ilustruje porównanie makrostruktury i jakości wewnętrznej osadzonych warstw w procesach WAAM-wspomaganych-laserowym i nie{2}}laserowym-wspomaganym-dwuprzewodowym-procesie WAAM (laserowy-DWAAM i nie-laserowy DWAAM). Próbki-nie wspomagane-laserem wykazywały wyraźne wypukłości na początku łuku, a mikrografie optyczne-przekroju poprzecznego wykazały liczne pory wzdłuż kierunku osadzania; dla kontrastu próbki Lasera-DWAAM miały jednakową grubość ścianek i prawie żadnych widocznych porów-w przekroju poprzecznym. Ta różnica intuicyjnie ukazuje znaczącą zaletę wprowadzenia synergii laserowej: wspomaganie lasera wyraźnie stabilizuje zachowanie przenoszenia kropel i skutecznie poprawia jakość i jednorodność osadzania, kładąc podwaliny pod wytwarzanie-materiałów o wysokiej wydajności.
