在《华尔街日报》最近发表的一篇文章加法制造,研究人员讨论了焊接过程存款和衬底之间的摩擦滚动additively-made混合铝合金。
研究:揭示了存款和基体之间的结合机制滚动摩擦添加剂混合铝合金制造。图片来源:MarinaGrigorivna / Shutterstock.com
背景
在航空航天和国防工业使用高强度铝合金结合低密度,模量和特定强度高、高疲劳强度、优异的断裂韧性,优越的耐蚀性。然而,传统fusion-based加法制造(AM)过程严重降低这些合金的机械特性。
固态friction-based加法制造方法等添加剂搅拌摩擦沉积(前述的),搅拌摩擦加法制造(FSAM)和摩擦堆焊(FS),具有很大的开发能力和高强度铝合金的发展前景。
然而,无论是FSAM还是FS技术可以实现连续的材料,和前述的需要昂贵和专用设备。2020欧洲杯下注官网摩擦滚动加法制造(弗拉姆号)是一种创新和低成本固态技术最近被创建。这种方法使用一个快速旋转刀架产生热量,同时还允许连续输入材料。为了更好地理解固体的制造过程,关键是研究材料的流动行为和机理结合键联系。
关于这项研究
在这项研究中,作者使用了电子背散射衍射,3 d x射线计算机断层扫描和透射电子显微镜来演示FRAM-produced混合AA2319机制和AA6061铝合金。使用FRAM-produced混合材料系统和多尺度表征技术,层间粘结的物料流的行为和机制在弗拉姆号被暴露出来。
团队使用了2319铝合金焊丝作为示踪剂材料和AA6061作为底物,因为混合铝合金很容易被识别。夹层材料混合的基本原理和材料流动行为被调查显示在宏观层次的3 d形状层间使用3 d x射线计算机断层扫描(CT)。
研究人员检测了界面的微观结构来阐明层间粘结行为在微观层面通过使用电子背散射衍射和透射电子显微镜。此外,机械测试是用来证实混合材料的焊接质量。
观察
混合样品的极限抗拉强度(ut) z为225.9 MPa,这可比的AFSD-produced AA2219样本。混合的生产合金,约为77.4%,低于2319年的支线电线,这可能归因于材料软化由往复式沉积。弗拉姆号后,晶粒尺寸AA 2319大幅减少原始喂线相比,平均晶粒尺寸减少300到5.2µm。
三个结论是在弗拉姆号相邻层之间的粘结质量。第一,在夹层材料塑性流动和宏观迁移行为同时发生在纵向和横向方向,产生宏观机械联锁空间的界面。工具头的凸线提高了物流在横向方向上,这使得材料混合在下一层更容易。
第二,两岸的联系,大量塑性变形导致显著的晶粒细化。双方AA2319和AA6061平均粒径降低利率的98.3%和95.9%,分别。第三,完成界面冶金结合氧化物是通过直接接触不可见。
高速旋转刀具头挤压和剪切的材料界面在弗拉姆号过程。欧洲杯足球竞彩2319 AA和AA之间6061合金,材料塑性流动和宏观迁移行为发生在纵向和横向方向,同时生成一个机械联锁非平面的接触。线程工具头的形状有强烈影响材料流和混合行为的接口。
线程突出鼓励塑料材料的横向流动,这是有利的层间层和混合的形成不均匀的表面。欧洲杯足球竞彩晶粒细化双方实质性的接触是由于严重的塑性变形。2319 AA和AA 6061两侧晶粒尺寸降低利率的98.3%和95.9%,分别。实验证明,直接接触界面没有氧化物可以形成2319到6061合金AA和AA,导致一个强大的冶金连接。
结论
总之,本研究显示主界面键合过程进行多尺度评价混合2319 AA和AA 6061铝合金由弗拉姆号技术。增塑的材料首先创建薄和细长的谷物在工具提示的剪切作用下,随后,其内部形成等轴和细颗粒粉碎。
作者认为,这项研究的发现将有助于理解“弗拉姆”,将提供未来的基本物理过程工艺参数优化和工具头设计的建议。
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源
谢,R。、梁、T。施,Y。,等。揭示了存款和基体之间的结合机制滚动摩擦添加剂混合铝合金制造。加法制造102942 (2022)。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214860422003384
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