在《华尔街日报》最近发表的一篇文章加法制造,研究人员讨论了热线式电弧添加剂制造高strength-ductility Al-Zn-Mg-Cu合金通过加强沉淀。
研究:实现高strength-ductility Al-Zn-Mg-Cu合金通过热线弧加法制造通过加强沉淀。图片来源:MarinaGrigorivna / Shutterstock.com
背景
由于他们的特殊组合的断裂韧性,比强度高,改善疲劳性能,Al-Zn-Mg-Cu (7 xxx系列)合金被广泛应用于航空航天和军事工业。然而,Al-Zn-Mg-Cu合金大多使用传统减去生产制造技术,材料利用率有限的缺点,昂贵的处理,和冗长的处理周期。
由于其灵活的设计和性能好处,加法制造(AM)技术已成为金属材料生产的新选择。欧洲杯足球竞彩由于其沉积率高,制造成本低,和生产能力大规模组件,线弧加法制造(WAAM),是家族的一员,已经广泛用于铝合金的生产。
然而,Al-Zn-Mg-Cu合金生产使用WAAM技术仍处于早期阶段。因此,它是非常可取的改善力学性能WAAM Al-Zn-Mg-Cu合金。两种最有效的方法来减少孔隙度与WAAM铝合金是减少电弧热量输入和提高线材质量。
然而,未知Al-Zn-Mg-Cu合金的冶金缺陷是如何由WAAM演变以及它们对力学性能的影响。一种新型制造技术基于WAAM叫热线弧加法制造(HWAAM)允许生产水平较高的产品的总体性能。研究WAAM-fabricated 7055铝合金的热处理过程,然而,目前不足。
关于这项研究
在这项研究中,作者调查了HWAAM技术,提出了一个三阶段的解决方案和衰老热处理的方法来进一步提高7055合金的力学性能。大多数的谷物在样本as-deposited和加热后晶粒。
毫克(锌、铜)2沉淀在样品的颗粒被沉积。艾尔3Zr也沉淀后热处理除了微小而充足的毫克(锌、铜)2沉淀。无7055合金组件生产,as-deposited和热处理样品的疏密度较低0.18和0.26%,分别。
团队证明样本显示交替clustered-pore区和discrete-pore区。Al-Zn-Mg-Cu热处理后,合金与UTS微不足道的力学各向异性和伸长563±7 MPa和10.0±1.2%,分别。各向等大的谷物、低孔隙度、和大量的强化阶段都被认为是负责有利的属性,达到的水平。我的能力创造独特的微观结构和综合性能优良的合金结构应用也成立。
研究者讨论的两种方法。一个是减少电弧热量输入,另一个促进强化阶段的降水加强商业7055合金的力学性能由WAAM。为了限制在沉积过程中热量输入的7055铝合金,热线的方法使用。
充分沉淀强化阶段,一个三阶段的解决方案和衰老热处理。标本的微观结构、缺陷和机械特征进行系统地调查了热处理前后。
观察
HWAAM-fabricated 7055铝合金有毛孔的直径25µm。结果,0.26%的低孔隙度和小洞关键因素在7055铝合金的性能就越高。在裂缝表面,有一些酒窝;这些酒窝的面积分数,由ImageJ软件,分别为18.5±7.1%,纵向横向方向和17.6±8.4%。热处理样品的孔隙率已经从0.26%上升到0.18在沉积的样品。热处理样品的孔隙率从0.26下降到0.18%的样品不及时治疗,这表明热处理鼓励孔隙的形成。
由于冶金缺陷和微观结构欠佳,Al-Zn-Mg-Cu合金由WAAM通常表现不佳。热线法生产的细微观结构。大多数的谷物在热处理和as-deposited样本各向等大的。as-deposited样本有大量的次生阶段毫克(锌、铜)2不均匀的分布在晶界。
毫克(锌、铜)2在沉积过程中沉淀。越来越多毫克(锌、铜)2热处理后沉淀,precipitate-free区被注意到。艾尔3Zr也沉淀除。根据x射线计算机断层扫描(XCT)数据,相关的缺点主要是毛孔而不是裂缝。气孔的数量相比,在同样大小的增加保持as-deposited样本。的孔隙度样本as-deposited和热处理后0.18和0.26%,分别。由于重熔和变暖,discrete-pore区和clustered-pore区交替排列在两个样本。
热处理之后,El百分比为10.0±1.2%,y是434±6 MPa, UTS是563±7 MPa,优于Al-Zn-Mg-Cu合金由WAAM在早期的实验。此外,各向异性强度属性显示低。强化阶段,主要是各向等大的谷物,和有限的孔隙度是表示负责特殊品质。
结论
总之,该研究阐明7055铝合金的发展使用HWAAM技术,然后一个三级修复应用,时效热处理是用来纠正这个问题。
as-deposited和热处理样品,沉淀,颗粒结构,缺陷,和7055铝合金的力学性能进行了研究分析。
从AZoM:反映晶体分析电子显微镜
源
傅,R。陆,W。郭,Y。,等。实现高strength-ductility Al-Zn-Mg-Cu合金通过热线弧加法制造通过加强沉淀。加法制造103042 (2022)。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214860422004341
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