مواد و ساخت پیشرفته

در این مطالعه، یک استراتژی هم‌افزایی برای ریز کردن دانه‌ها شامل هسته‌زایی ناهمگن، محدودیت رشد ناشی از عناصر اضافه شده و محدودیت رشد ناشی از نانوذرات برای کنترل ریزساختار آلیاژهای Al-Zn-Mg-Cu در طول فرآیند همجوشی بستر پودر لیزری (LPBF) معرفی شده است.

نتایج این بررسی نشان داده است، آلیاژهای Al-Zn-Mg-Cu عاری از ترک با دانه­های ریز شده قابل توجهی از طریق LPBF با ترکیب همزمان ذرات TiC و TiH2 ساخته می­شوند. در این فرایند، ذرات L12-Al3Ti در محل برای ترویج هسته‌زایی ناهمگن تولید شدند. رشد دانه با افزودن املاح Ti محدود شد، در حالی که نانوذرات TiC معرفی شده، تراکم مکان‌های هسته‌زایی ناهمگن را بهبود بخشید و رشد دانه را از نظر فیزیکی مسدود کرد. در نتیجه، حذف دانه­ های ستونی و ترک­های گرم در آلیاژ Al-Zn-Mg-Cu اصلاح شده با 1 درصد وزنی TiC و 0.8 درصد وزنی TiH2، منجر به استحکام کششی نهایی (UTS) عالی 593 ± 24 MPa ، استحکام تسلیم (YS) 485 ± 41 MPa  و ازدیاد طول (EL) 10.0% ± 2.5%  تحت شرایط عملیات حرارتی T6 شد.

نتیجه این تحقیقات نشان داده است امکان پردازش آلیاژهای Al-Zn-Mg-Cu به روش LPBF ، با ریز شدن دانه ­ها افزایش می­یابد. UTS و EL آلیاژ Al-Zn-Mg-Cu-Ti-TiC بسیار بالاتر از آلیاژ Al-Zn-Mg-Cu است.

و  در نهایت، این مطالعه بینش ­های جدیدی را در مورد بهبود ریزساختار دانه و خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالا در طول LPBF ارائه می­دهد.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1005030222002870