01
Pappersöversikt
Tillverkningen av lätta,-höghållfasta aluminiumlegeringar via Laser Powder Bed Fusion (LPBF) har länge förlitat sig starkt på dyra legeringselement-som skandium och zirkonium- för att uppnå hög hållfasthet; detta beroende har allvarligt hindrat deras utbredda industriella tillämpning. Även om tillsatsen av lågkostnads-partiklar (t.ex. TiB2, TiC) i viss mån kan förfina kornstrukturer och förbättra styrkan, möter denna strategi att inkorporera exogena partiklar ofta utmaningar som partikelagglomerering, o-jämn dispersion och dålig gränsytebindning, vilket resulterar i mikromekaniska egenskaper och försämrade homogenitetsegenskaper. För att ta itu med denna fråga föreslår denna studie en innovativ strategi som undanröjer behovet av dyra element. Genom att utnyttja de extrema temperaturgradienterna och laser-inducerade rekyltrycken som är inneboende i LPBF-processen, uppnådde forskarna *in{12}}situ* syntesen av täta och likformigt dispergerade MgAlB4 nanowhiskers i en AA2024 aluminiumlegeringsmatris. Den här artikeln syftar till att eliminera stelningssprickor och porositet-och därigenom uppnå nästan full förtätning-genom *in-situ*-generationen av en-endimensionella nanowhiskers. Dessutom, genom att dra nytta av det höga bildförhållandet och starka gränssnittsbindning av dessa morrhår, försöker studien avsevärt förbättra både styrkan och duktiliteten hos legeringen, och därigenom bryta igenom den långa-avvägningsbarriären- mellan prestanda och kostnad inom tillverkning av aluminiumlegeringar.
02
Fulltextöversikt
Denna studie åtgärdar inneboende defekter-såsom grova kolumnformiga korn, allvarliga hetsprickor och hög porositet-som vanligtvis förekommer i kommersiella hög-aluminiumlegeringar tillverkade via Laser Powder Bed Fusion (LPBF), och föreslår en ny{3}-väg för *initu{3} whisker-förstärkta aluminiumlegeringar. Genom att införliva spårmängder av amorft borpulver i AA2024-pulver och utnyttja de snabba kylningshastigheterna och de höga rekyltrycken i smältbassängen (upp till 40 MPa) (upp till 40 MPa) som är karakteristiska för LPBF-processen, har MgAlB4 nanowhiskers-diametrar på bara 5–20 m{10}m 4 och 20 förhållanden framgångsrikt syntetiserat *in-situ* i aluminiummatrisen. Dessa likformigt dispergerade endimensionella morrhår, som fungerar som heterogena kärnbildningsställen, inducerade en transformation i kornmorfologi: från grova kolumnformade korn tiotals mikrometer breda till ultrafina likaxliga korn med en genomsnittlig storlek på cirka 1,3 till 1,5 μm. Denna omvandling eliminerade fullständigt stelningssprickor, vilket resulterade i en legeringstäthet på 99,991 %. När det gäller de underliggande mekaniska mekanismerna, underlättade den kvasi-kontinuerliga nätverksstrukturen som bildas av morrhåren inte bara lagring och spridning av dislokationer utan gjorde det också möjligt för dislokationer att kringgå morrhåren i en riktning vinkelrät mot deras axlar, vilket effektivt mildrade spänningskoncentrationer. Experimentella resultat visar att legeringen uppnår en slutlig draghållfasthet (UTS) på cirka 610 MPa och en likformig töjning på 8,0 %; dessutom uppvisar den exceptionella termomekaniska-temperaturegenskaper inom intervallet 150 grader till 250 grader. Den här studien erbjuder en lovande och skalbar lösning för utveckling av-lågkostnad, högpresterande aluminiumlegeringar via additiv tillverkning.
03
**Visuell analys**
Figur 1 illustrerar tillverkningsprocessen för MgAlB4w/AA2024-kompositen och den exakta karakteriseringen av dess interna defekter. Studien använde en tredimensionell mekanisk dispersionsmetod för att jämnt belägga amorft borpulver på ytan av AA2024-pulverpartiklar före LPBF-utskrift. Jämförande 3D-skanningar som erhållits via Nano-CT visar tydligt att insidan av den obehandlade, LPBF-tillverkade AA2024-legeringen är full av makroskopiska sprickor och stora porer som sträcker sig längs byggriktningen, vilket resulterar i en defektvolymandel så hög som 4,698 %. Däremot, efter *in-situ* syntesen av MgAlB4 nanowhiskers, eliminerades de interna sprickorna i legeringen helt; endast en försumbar mängd små sfäriska porer återstod, vilket uppnådde en nästan-full förtätning på 99,991 %.
