01 Bài viết Giới thiệu Sản xuất bồi đắp hồ quang dây (WAAM) của hợp kim magie-chi phí thấp từ lâu đã bị hạn chế do không đủ độ bền, chủ yếu là do khó sản xuất dây chuyên dụng có hàm lượng hợp kim cao. Nghiên cứu này đề xuất chiến lược hợp kim tại chỗ-dây kép-WAAM (laser-DWAAM) được hỗ trợ bằng laser-, tạo ra thành công hợp kim Mg-9Al-0,4Zn (AZ90) có độ bền cao-có độ cứng cao bằng cách kết hợp dây chính dựa trên magie AZ31- với dây phụ bằng nhôm nguyên chất. Hợp kim AZ90 được tối ưu hóa, sau khi xử lý lão hóa, đã đạt được mức tăng cường độ chảy (YS) khoảng 80 MPa, cuối cùng đạt được các đặc tính toàn diện của YS Lớn hơn hoặc bằng 185 MPa, độ bền kéo cuối cùng (UTS) Lớn hơn hoặc bằng 335 MPa và độ giãn dài (EL) Lớn hơn hoặc bằng 7%, lập kỷ lục cường độ cao nhất cho hợp kim magie dòng WAAM AZ được biết đến cho đến nay. Cơ chế tăng cường cốt lõi nằm ở việc hình thành các kết tủa -Mg17Al12 mật độ cao-đa{25}}quy mô cao, đặc biệt là những kết tủa không có hướng cơ bản (góc ~35 độ và 90 độ so với mặt phẳng cơ bản), có thể ghim trượt lệch vị trí cơ bản với hiệu suất cao hơn nhiều so với kết tủa cơ bản. Công trình này mở ra một con đường mới cho việc sản xuất bồi đắp các hợp kim magie có hàm lượng hợp kim cao.
02 Toàn văn Tổng quan Hợp kim magiê có tầm quan trọng chiến lược đáng kể trong lĩnh vực hàng không vũ trụ do mật độ thấp và cường độ riêng cao. Công nghệ WAAM với hiệu suất lắng đọng cao và độ an toàn tuyệt vời được coi là phương pháp được ưa chuộng để sản xuất các linh kiện hợp kim magiê lớn và phức tạp. Tuy nhiên, các ứng dụng WAAM hiện tại chủ yếu tập trung vào các hợp kim magie hợp kim thấp-như Mg-3Al-1Zn (AZ31), có độ bền không đủ để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất-cao. Tăng hàm lượng nhôm là một cách hiệu quả để tăng cường độ bền, nhưng hợp kim nhôm{12}cao có độ dẻo kém, gây khó khăn cho việc sản xuất dây hàn đạt tiêu chuẩn. Để khắc phục nút cổ chai này, nghiên cứu này đã phát triển kỹ thuật nấu chảy hợp kim tại chỗ-dây kép{14}}có sự hỗ trợ bằng laser, vượt qua thách thức trong việc sản xuất dây hàn hợp kim cao và đạt được việc sản xuất hợp kim AZ90 với thành phần mục tiêu thông qua việc kiểm soát chính xác bể nóng chảy.
Tuy nhiên, WAAM lưỡng kim phải đối mặt với những thách thức: sự khác biệt về tính chất vật lý của các vật liệu khác nhau (chẳng hạn như điểm nóng chảy) có thể dẫn đến sự truyền giọt nước không ổn định, dẫn đến các khuyết tật như tính không đồng nhất về thành phần và độ xốp. Nghiên cứu này giới thiệu một cách sáng tạo trường năng lượng lai hồ quang laze-, nhằm mục đích ổn định quá trình truyền giọt nước, tăng cường động lực học của bể tan chảy để thúc đẩy quá trình đồng nhất hóa thành phần và đồng thời giảm thiểu sự hình thành khuyết tật. Thông qua các thí nghiệm có hệ thống và phân tích cơ chế vi mô, công trình này đã đạt được thành công-khuyết tật thấp, quá trình sản xuất hợp kim AZ90{5}}có tính đồng nhất cao tại chỗ và tập trung vào việc làm sáng tỏ mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc vi mô sau khi tăng cường lão hóa và các tính chất cơ học, cung cấp các công nghệ then chốt và hướng dẫn lý thuyết để sản xuất hợp kim magie WAAM hiệu suất cao-có thể kiểm soát được.
Hình 3 minh họa sự so sánh cấu trúc vĩ mô và chất lượng bên trong của các lớp được lắng đọng trong các quy trình WAAM dây đôi-được hỗ trợ bằng laser và không có-laser-được hỗ trợ-bằng laser (DWAAM bằng laser-DWAAM và không có{6}}laser DWAAM). Các mẫu không có-laser-được hỗ trợ có biểu hiện lồi lõm rõ ràng ở đầu hồ quang và ảnh chụp vi mô quang học của mặt cắt ngang{10}}cho thấy nhiều lỗ dọc theo hướng lắng đọng; ngược lại, các mẫu DWAAM Laser{11}}có độ dày thành đồng đều và hầu như không nhìn thấy lỗ chân lông trên mặt cắt ngang. Sự khác biệt này thể hiện một cách trực quan lợi thế đáng kể của việc giới thiệu sức mạnh tổng hợp của tia laser: sự hỗ trợ của tia laser giúp ổn định rõ rệt hành vi truyền giọt nước và nâng cao hiệu quả chất lượng cũng như tính đồng nhất của quá trình lắng đọng, tạo nền tảng cho việc chế tạo các vật liệu hiệu suất cao.
