研究目的
研究采用激光工程化净成形技术(LENS?)对类锻造Al 5xxx系AlMg合金进行定向能量沉积,重点考察沉积材料中化学成分从Al 5083粉末向接近Al 5754的转变过程,并评估沉积材料的微观组织、孔隙率、密度及力学性能。
研究成果
该研究通过LENS?技术成功实现了类锻态Al 5xxx合金的直接能量沉积(DED),由于镁的选择性蒸发使材料化学成分从Al 5083特性转变为Al 5754特性。沉积态材料展现出高相对密度,其力学性能达到国际锻态Al 5754-O标准要求。该研究为DED工艺制备Al 5xxx合金增材制造奠定了进一步探索基础。
研究不足
该研究承认通过直接能量沉积(DED)工艺加工高质量结构铝合金存在挑战,包括铝的高表面反射率和热导率、合金元素的选择性蒸发以及孔隙形成问题。研究同时指出,需进一步优化工艺参数以实现近全致密化。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光工程化净成形(LENS?)技术对Al 5xxx合金进行定向能量沉积(DED)。研究方法包括化学成分分析、阿基米德法和μ-CT密度测量、微观结构表征以及力学性能评估。
2:样品选择与数据来源:
以Al 5083气雾化粉末为原料,在受控条件下将样品沉积于Al 5083板材基体上。
3:实验设备与材料清单:
设备包括LENS? 750机器、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)探测器、X射线衍射仪(XRD)以及用于拉伸测试的Instron 5582机器。
4:实验流程与操作步骤:
在氩气环境下进行沉积,严格控制氧含量。样品经切割、抛光和腐蚀处理后进行微观结构观察。拉伸试样采用线切割放电加工(EDM)制备。
5:数据分析方法:
数据分析包括采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和光学发射光谱(OES)进行化学成分分析、阿基米德法和μ-CT密度测量、SEM和EBSD微观结构表征,以及结合数字图像相关技术(DIC)的拉伸测试力学性能评估。
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