01 Defi epòk la - Akòz dansite ki ba yo, gwo fòs espesifik, ak ekselan rezistans korozyon, alyaj aliminyòm yo vin materyèl estriktirèl endispansab nan sektè ayewospasyal, otomobil ak ekipman enèji. Sepandan, kòm demann endistri modèn pou jeyometri konplèks ak gwo-pèfòmans, konpozan ki lejè ap monte, metòd tradisyonèl depoze ak machinn fè fas ak limit fondamantal nan fabrikasyon pati ki gen chanèl entèn konplike, estrikti lasi, ak karakteristik mens-ranpa yo. Teknoloji fabrikasyon aditif-espesyalman Lazè Powder Bed Fusion (LPBF) ak Lazè Dirije Enèji Depozisyon (LDED)-ofri chemen revolisyonè pou simonte kou boutèy fabrikasyon sa yo. Teknoloji LPBF anplwaye yon gwo -reyon lazè enèji pou seleksyonman fonn kouch poud pre-depoze, pou konstwi konpozan konplèks ak dansite ki depase 99.5% kouch pa kouch; ak pousantaj refwadisman tipik ki rive nan lòd 10⁶ K/s, li ka pwodui solisyon solid supersature ak mikwostrikti ultrafin -ki byen lwen nan eta solidifikasyon ekilib. Pandan se tan, teknoloji LDED, ki itilize synchrone poud manje ak lazè k ap fonn, demontre avantaj inik nan repare pati ki domaje ak fabrikasyon gwo -konpozan estriktirèl osi byen ke materyèl konpozisyon klasman. Men, alyaj aliminyòm yo rankontre yon seri defi fizik-métallurgique intrinsèques pandan fabrikasyon aditif lazè. Nan tanperati chanm, alyaj aliminyòm yo montre yon reflektivite ki depase 90% pou lazè enfrawouj tou pre -(longè ond: 1070 nm), sa ki lakòz efikasite kouple enèji ki ba anpil epi ki nesesè lazè gwo -pouvwa- dansite pou etabli yon pisin ki estab. Sifas alyaj aliminyòm fasilman fòme yon fim oksid dans (Al₂O₃) ak yon pwen k ap fonn 2072 degre -siyifikativman pi wo pase pwen k ap fonn 660 degre nan matris aliminyòm lan; fragman nan fim oksid sa a souvan pa fonn nèt nan pisin fizyon an, souvan sèvi kòm sit inisyasyon pou fant ak mank-de-defo fizyon. Menm plis kritik, solubilite nan idwojèn nan aliminyòm likid (apeprè . 0.7 cm³ / 100g) se byen lwen pi wo pase nan aliminyòm solid (apeprè . 0.04 cm³ / 100g); pandan solidifikasyon rapid, atòm idwojèn supersature pa ka difize nan tan epi olye yo akimile nan koòdone solid-likid la pou fòme nwayo ti wonn, finalman kite dèyè porositë metaliji ki sòti nan kèk a plizyè dizèn mikro an dyamèt nan mikwostrikti solidifye a. Pandan se tan, ranje tanperati solidifikasyon lajè a (egzanp, depase 150 degre pou Al7075) ak siyifikatif solidifikasyon kontraksyon (apeprè 6%) nan alyaj aliminyòm fè yo trè sansib a solidifikasyon kontraksyon porosite ak fann cho yon fwa chanèl yo manje fèmen pandan etap final yo nan solidifikasyon pisin fonn; pwoblèm sa yo reprezante defi prensipal yo nan pwosesis LPBF nan gwo -fòs 2xxx ak 7xxx alyaj aliminyòm seri. Karakteristik ekstrèm siklis tèmik nannan nan fabrikasyon aditif lazè -ki enplike tanperati pisin fonn lokalize ki depase 2000 degre ansanm ak tanperati poud ki antoure ak substrate ki sòti nan tanperati chanm jiska 200 degre, sa ki lakòz gradyan tanperati ki rive jiska 10⁶ K/m{50}; si yo pa kontwole, estrès sa yo ka mennen nan deformation, deformation, oswa menm fann interlayer.
02 Konsepsyon Konpozisyon - Nan nivo konsepsyon konpozisyon, sistèm alyaj tradisyonèlman yo itilize pou Distribisyon ak Forge yo souvan pa apwopriye pou fabrikasyon aditif. Lè w pran alyaj AlSi10Mg la kòm yon egzanp, konpozisyon ki pre -etektik li bay ekselan likidite pandan depoze; sepandan, anba kondisyon solidifikasyon rapid LPBF, rezo faz silikon koryas eutektik aji kòm yon sous konsantrasyon estrès. Anplis de sa, fòs rupture alyaj la nan 300 degre degrengole nan apeprè 10% nan -fòs tanperati chanm li yo- yon fenomèn atribiye a rapid grosye ak disolisyon nan mikrostruktur eutektik la nan tanperati ki wo. Kontinwe, devlope sistèm espesyalize konpozisyon alyaj aliminyòm pwepare a karakteristik sa yo nan fabrikasyon aditif te vin tounen yon konsantre rechèch kle nan jaden an.
Rechèch pa Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences, revele ke ajoute kantite tras nan Sc (0.2-0.4 wt%) ak Zr (0.1-0.3 wt%) nan alyaj Al-Mg pèmèt *in situ * fòmasyon nan nanokal prensipal Al₃(Sc,Zr) ak estrikti rapid nan pwosesis laserifikasyon solid nan pwosesis solid. Powder Bed Fusion (LPBF). Faz sa yo montre dezakò trè ba lasi (apeprè 1.3%) ak matris -Al la epi sèvi kòm sit nikleyasyon etewojèn trè efikas, rafine gwosè grenn ki soti nan plizyè dizèn mikromèt jiska echèl sub-mikwomèt la. Etid la endike ke alyaj Al-konstwi al{-Mg{-Mn{-Sc{-Zr a montre yon estrikti grenn bimodal karakteristik: yon rejyon nan grenn ekivas amann (gwosè mwayèn ~ 1.04 μm) nan kwen pisin fonn yo, ak yon rejyon ki grandi nan kwen kolòn 1 μ m. direksyon an bati nan sant la pisin fonn. Estrikti grenn etewojèn sa a soti nan varyasyon espasyal nan gradyan tanperati ak dansite nikleyasyon nan pisin fonn lan; bor yo prezante gradyan tanperati ki wo ak yon anrichisman nan faz prensipal Al₃(Sc,Zr), ki ankouraje nikleyasyon etewojèn, tandiske sant la karakterize pa yon gradyan tanperati fòtman direksyon ki favorize kwasans kristal epitaxial nan direksyon maksimòm chalè dissipation. Miyò, pandan Sc se chè (apeprè $ 3,000 / kg), Zr se relativman chè (apeprè $ 30 / kg); adisyon konbine nan eleman sa yo kreye yon estrikti Al₃Sc-nwayo/Al₃Zr{-koki ki pa sèlman siyifikativman amelyore estabilite tèmik nan faz yo ranfòse, men tou efektivman diminye depans alyaj. Pandan se tan, yon ekip ki soti nan Shanghai Jiao Tong University te pwopoze yon estrateji konsepsyon inovatè ki baze sou yon nanoschaffold etektik deformable -transformable. Yo te chwazi yon sistèm tou pre -etektik Al{-Er (12.7% wt Er) kòm alyaj modèl la, ki itilize fòmasyon nan faz L1₂-structured Al₃Er-ki montre yon dezakò nan lasi sèlman 3.96% ak sistèm Al₂{{37}abondans ak abondans. Pandan pwosesis enprime LPBF, Al₃Er presipite ak yon fraksyon volim apeprè 10.3% nan fòm yon nano-skelèt kontinyèl 3D; kilè eskèlèt sa a pa sèlman kenbe tèt ak gwo estrès ki depase 1300 MPa, men tou fasilite akomodasyon plastik pandan deformation nan fòmasyon nan marasa deformation ak 9R long -pèyòd anpile estrikti òdone, kidonk fondamantalman ranvèse opinyon konvansyonèl yo ke eskèlèt eutektik yo natirèlman frajil. Alyaj Al-Er-Mg (RAE700) ki te enprime a (RAE700) montre yon fòs sede 632 MPa, ki ogmante a 707 MPa apre aje dirèk pandan w ap kenbe yon elongasyon 7-10%, sa ki lakòz yon pwofil pèfòmans konplè ki depase tout alyaj aliminyòm yo te rapòte deja. Anplis de sa, yon ekip rechèch nan Inivèsite Nagoya te devlope yon seri alyaj Al{-Fe{-Mn{{-Ti ki baze sou yon estrateji "kontwòl patisyon eleman"; lè w ajoute Cu ak Mn pou estabilize faz Al₆Fe a epi transfòme li nan yon faz ranfòsman benefisye-pandan y ap entwodui Ti ki patisyon nan faz solid la pou rafine grenn yo apeprè 2.3 μm-alyaj la reyalize yon tanperati chanm-fòs rupture tanperati ki rete 390% 14 ak yon pwopwiyete alonjman 390% 17a. san chanje apre 100 èdtan ekspoze tèmik nan 300 degre.
