01 Paper Introductie Draadboogadditieve productie (WAAM) van goedkope- magnesiumlegeringen werd lange tijd beperkt door onvoldoende sterkte, voornamelijk als gevolg van de moeilijkheid bij het produceren van gespecialiseerde draden met een hoog legeringsgehalte. Deze studie stelt een laser-ondersteunde dubbele-draad WAAM (laser-DWAAM) in-situ legeringsstrategie voor, waarbij met succes een zeer verouderde-hardbare Mg-9Al-0,4Zn (AZ90) legering wordt geproduceerd door het samensmelten van AZ31 magnesium-hoofddraad met zuiver aluminium hulpdraad. De geoptimaliseerde AZ90-legering bereikte, na verouderingsbehandeling, een toename van de vloeigrens (YS) van ongeveer 80 MPa, waardoor uiteindelijk uitgebreide eigenschappen werden bereikt van YS Groter dan of gelijk aan 185 MPa, ultieme treksterkte (UTS) Groter dan of gelijk aan 335 MPa, en rek (EL) Groter dan of gelijk aan 7%, waarmee het hoogste sterkterecord werd gevestigd voor de tot nu toe bekende WAAM AZ-serie magnesiumlegeringen. Het kernversterkingsmechanisme ligt in de vorming van -multi-schaal -Mg17Al12-precipitaten met hoge-dichtheid, vooral die met niet-basale oriëntaties (hoeken van ~35 graden en 90 graden ten opzichte van het basale vlak), die basale dislocatieslip kunnen vastzetten met een efficiëntie die veel hoger is dan die van basale neerslagen. Dit werk opent een nieuwe weg voor de additieve productie van magnesiumlegeringen met een hoog legeringsgehalte.
02 Volledig tekstoverzicht Magnesiumlegeringen zijn van groot strategisch belang in de lucht- en ruimtevaartsector vanwege hun lage dichtheid en hoge specifieke sterkte. WAAM-technologie, met zijn hoge afzettingsefficiëntie en uitstekende veiligheid, wordt beschouwd als de voorkeursmethode voor de productie van grote en complexe componenten van magnesiumlegeringen. De huidige WAAM-toepassingen richten zich echter vooral op laag-gelegeerde magnesiumlegeringen zoals Mg-3Al-1Zn (AZ31), waarvan de sterkte onvoldoende is voor hoge- prestatie-eisen. Het verhogen van het aluminiumgehalte is een effectieve manier om de sterkte te vergroten, maar legeringen met een hoog-aluminiumgehalte hebben een slechte plasticiteit, waardoor het moeilijk is om gekwalificeerde lasdraden te produceren. Om dit knelpunt op het gebied van lasdraad te overwinnen, ontwikkelde dit onderzoek een laser-ondersteunde dubbele-smeltende in-situ legeringstechniek-van draden, waarbij de uitdaging van het produceren van hooggelegeerde lasdraden werd omzeild, en werd de productie van een AZ90-legering met de beoogde samenstelling bereikt door nauwkeurige controle van het gesmolten bad.
Bimetaal WAAM staat echter voor uitdagingen: verschillen in de fysische eigenschappen van verschillende materialen (zoals smeltpunten) kunnen leiden tot onstabiele druppeloverdracht, wat resulteert in defecten zoals inhomogeniteit en porositeit in de samenstelling. Deze studie introduceert op innovatieve wijze een laser-booghybride energieveld, met als doel de druppeloverdracht te stabiliseren, de dynamiek van de smeltpool te verbeteren om de homogenisering van de samenstelling te bevorderen en tegelijkertijd de vorming van defecten te verminderen. Door middel van systematische experimenten en micro-mechanismeanalyse bereikt dit werk met succes een laag-defect, zeer gehomogeniseerde in- situ productie van AZ90-legeringen, en richt het zich op het ophelderen van de kwantitatieve relatie tussen de microstructuur na veroudering en mechanische eigenschappen, waarbij sleuteltechnologieën en theoretische begeleiding worden geboden voor de controleerbare productie van hoogwaardige WAAM-magnesiumlegeringen.
Figuur 3 illustreert de vergelijking van de macrostructuur en interne kwaliteit van afgezette lagen onder laser-ondersteunde en niet-laser-ondersteunde dubbele-draads WAAM-processen (Laser-DWAAM en niet-laser DWAAM). De niet-laser-ondersteunde monsters vertoonden duidelijke uitsteeksels aan het begin van de boog, en optische microfoto's van de dwars-doorsnede vertoonden talloze poriën in de afzettingsrichting; Daarentegen hadden de Laser-DWAAM-monsters een uniforme wanddikte en vrijwel geen zichtbare poriën in de dwars-doorsnede. Dit verschil demonstreert intuïtief het aanzienlijke voordeel van de introductie van lasersynergie: laserondersteuning stabiliseert het druppeloverdrachtsgedrag aanzienlijk en verbetert effectief de kwaliteit en uniformiteit van de afzetting, waardoor een basis wordt gelegd voor de fabricage van hoogwaardige materialen.
