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SiC颗粒对WAAM 2319铝合金高温组织与性能的影响
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作者 汪峰 任玲玲 +3 位作者 王帅 李承德 王伟 明珠 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期68-76,共9页
目的研究电弧增材制造工艺下SiC颗粒对2319铝合金丝材高温下组织与性能的影响规律。方法在2319铝合金丝材中分别添加质量分数为0%、0.15%和0.3%的SiC(颗粒直径为3~5μm)颗粒,使用WAAM冷金属过渡交流脉冲焊接技术制备了堆积体,通过在堆... 目的研究电弧增材制造工艺下SiC颗粒对2319铝合金丝材高温下组织与性能的影响规律。方法在2319铝合金丝材中分别添加质量分数为0%、0.15%和0.3%的SiC(颗粒直径为3~5μm)颗粒,使用WAAM冷金属过渡交流脉冲焊接技术制备了堆积体,通过在堆积体上截取金相和拉伸试样,使用金相、SEM、EDS、TEM和拉伸等实验方法分析试样高温下的组织和力学性能。结果添加SiC颗粒能够减小晶粒的尺寸,当SiC颗粒添加量(质量分数,下同)为0.15%和0.3%时,堆积体T6态高温下晶粒的平均尺寸从27.39μm减小至22.79μm和24.46μm,分别减小了16.8%和11.0%。添加SiC颗粒会使2319铝合金初生θ相的尺寸发生改变。当SiC颗粒的添加量为0.15%时,SiC颗粒在堆积体中分散良好,并未出现团聚现象,且SiC颗粒与2319铝合金基体的结合面未见空洞或者间隙,结合良好。与未添加SiC颗粒相比,当添加0.15%和0.3%SiC颗粒后,横向抗拉强度均从296 MPa提高至342 MPa,提高了15%;纵向抗拉强度从284 MPa提升至343 MPa和327 MPa,分别提高了20%和15%。结论添加SiC颗粒能细化微观组织晶粒,提高WAAM 2319铝合金的高温力学性能。 展开更多
关键词 waam 铝合金 SIC颗粒 微观组织 高温力学性能
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基于动网格技术的CMT-WAAM熔池温度场与流场数值模拟
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作者 申俊琦 张帆 +1 位作者 胡绳荪 耿辉 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第2期147-156,共10页
针对基于冷金属过渡(CMT)技术的镁合金摆动电弧增材制造(WAAM)过程,采用流体体积(VOF)法和动网格(DM)技术建立了分别考虑熔滴和熔池受力情况的三维瞬态数值模型,研究了熔滴过渡和熔池流动过程中的温度场和速度场变化.结果表明,相应试验... 针对基于冷金属过渡(CMT)技术的镁合金摆动电弧增材制造(WAAM)过程,采用流体体积(VOF)法和动网格(DM)技术建立了分别考虑熔滴和熔池受力情况的三维瞬态数值模型,研究了熔滴过渡和熔池流动过程中的温度场和速度场变化.结果表明,相应试验结果验证了所建立数值模型的有效性,熔池和熔滴尺寸参数模拟的误差均在10%之内.在CMT-WAAM开始阶段,基板表面和焊丝在电弧热作用下熔化分别形成熔池和熔滴.在焊丝向熔池送进过程中,熔滴不断长大,并在表面张力作用下长成球形.熔滴金属的热量主要通过热传导的形式向熔池传递,熔池最高温度随着熔滴金属的过渡而升高,熔池最高温度可达2100.0K;随着焊丝的回抽,熔池最高温度降低至1763.6K.随着焊丝向熔池送进,熔滴的最大速度从1.87 m/s逐渐减小到1.07 m/s,而熔池的最大速度仅为0.87 m/s.当熔滴金属前端与熔池发生接触后,液态金属的最大速度可达到4.21 m/s;随着焊丝的机械回抽,液态金属的最大速度在1.69~4.90 m/s范围内波动.当熔滴与熔池接触发生短路时,熔滴金属从熔池表面流向熔池底部和熔池两侧,增强了对熔池底部和熔池两侧的搅拌作用,使得熔池体积增加;当熔滴从焊丝端部脱离后,熔池中液态金属从熔池底部流向熔池表面和熔池两侧,熔池温度和流体速度随之降低,从而减缓了熔池体积的增加.此外,熔池自由表面在摆动电弧作用下呈现波浪式变形. 展开更多
关键词 动网格 电弧增材制造 熔滴过渡 熔池流动 数值模拟
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水冷条件下WAAM温度场的数值模拟研究 被引量:15
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作者 陈克选 王向余 +2 位作者 李宜炤 陈彦强 杜茵茵 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期4165-4169,共5页
针对熔化极丝材电弧增材制造(Wire arc additive manufacturing,WAAM)过程基板散热条件差导致热积累严重的问题,采用基板背面加水冷铜板的散热方式改善增材过程的散热,利用Abaqus软件分别模拟了有无水冷两种条件下增材时温度场的变化规... 针对熔化极丝材电弧增材制造(Wire arc additive manufacturing,WAAM)过程基板散热条件差导致热积累严重的问题,采用基板背面加水冷铜板的散热方式改善增材过程的散热,利用Abaqus软件分别模拟了有无水冷两种条件下增材时温度场的变化规律,并对模拟过程进行实验验证。结果显示,实验条件下基板测量点热循环曲线与模拟结果基本一致。有无水冷两种条件下基板温度均在第七层时达到最大;基板上高温区域扩展面积最大,基板在水冷条件下的冷却速率远大于无水冷条件下的冷却速率,且“双峰”效应较为明显。堆积第一层至第七层时,有无水冷两种条件下各层平均温度梯度逐渐减小,但前者始终大于后者,熔池体积不断变大。第七层至第十层时,成型件热积累接近饱和状态,此阶段成型件最易发生严重塌陷。 展开更多
关键词 水冷条件 waam温度场 数值模拟 温度梯度
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面向WAAM无支撑制造大悬臂的自适应切片 被引量:6
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作者 王湘平 张海鸥 王桂兰 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期56-59,共4页
为满足多轴送丝电弧熔积增材制造(WAAM)无支撑制造大悬臂结构的需求,提出一种厚度和方向均可变的自适应切片算法.首先通过层间相对悬臂长度的计算,进行大悬臂结构识别;然后对位置和方向分别进行二分迭代优化和主成分分析(PCA)迭代优化,... 为满足多轴送丝电弧熔积增材制造(WAAM)无支撑制造大悬臂结构的需求,提出一种厚度和方向均可变的自适应切片算法.首先通过层间相对悬臂长度的计算,进行大悬臂结构识别;然后对位置和方向分别进行二分迭代优化和主成分分析(PCA)迭代优化,确定分段平面,分解大悬臂结构为微悬臂子结构;最后对子结构进行平行切片,产生均匀切片以满足工艺制造需求.相比于现有的最小包围球冠和质心轴法,该算法的相对悬臂长度和悬臂角更小,分段子结构的数量也更少,具备更佳的可制造性和更高的制造效率.实例证实了算法的有效性. 展开更多
关键词 送丝电弧熔积增材制造 悬臂结构 自适应切片 悬臂长度 主成分分析
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自适应分流交替电弧WAAM电弧行为与熔滴过渡 被引量:2
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作者 胡青松 闫朝阳 +1 位作者 章朋田 陈树君 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期41-46,I0005,共7页
传统电弧由于热输入高、熔覆率低,无法直接应用于电弧熔丝增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)技术.该文提出极性变换自适应分流交替电弧WAAM工艺方法,在钨电极,工件和丝材间形成交替电弧.根据EN/EP电流转换时自适应分... 传统电弧由于热输入高、熔覆率低,无法直接应用于电弧熔丝增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)技术.该文提出极性变换自适应分流交替电弧WAAM工艺方法,在钨电极,工件和丝材间形成交替电弧.根据EN/EP电流转换时自适应分流并主动诱导交替电弧形成.该新型热源能满足以丝材阳极-钨电极阴极的EN电弧熔化丝材;以钨电极阳极-工件阴极的EP电弧清理工件,并通过适当的调节实现电弧热质力传输的受控解耦.验证了该新型热源的适用性,并对比分析了焊接速度和丝材高度下对电弧行为及熔滴过渡的影响.结果表明,当焊接速度为5.7 mm/s和丝材高度为8 mm时,沉积层形貌较好且熔滴过渡规律;与传统变极性等离子电弧(variable polarity plasma arc,VPPA)熔丝增材制造技术相比,其自适应分流交替电弧显著提高了丝材的沉积效率且降低了母材热输入,较好的兼顾了增材质量与增材效率. 展开更多
关键词 电弧熔丝增材制造 交替电弧 熔滴过渡 电弧行为 焊缝成形
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Effect of grain refinement induced by wire and arc additive manufacture (WAAM) on the corrosion behaviors of AZ31 magnesium alloy in NaCl solution 被引量:13
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作者 Jianwei LI Youmin QIU +9 位作者 Junjie YANG Yinying SHENG Yanliang YI Xun ZENG Lianxi CHEN Fengliang YIN Jiangzhou SU Tiejun ZHANG Xin TONG Bin GUO 《Journal of Magnesium and Alloys》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期217-229,共13页
Additive manufacturing(AM)of Mg alloys has become a promising strategy for producing complex structures,but the corrosion performance of AM Mg components remains unexploited.In this study,wire and arc additive manufac... Additive manufacturing(AM)of Mg alloys has become a promising strategy for producing complex structures,but the corrosion performance of AM Mg components remains unexploited.In this study,wire and arc additive manufacturing(WAAM)was employed to produce single AZ31 layer.The results revealed that the WAAM AZ31 was characterized by significant grain refinement with non-textured crystallographic orientation,similar phase composition and stabilized corrosion performance comparing to the cast AZ31.These varied corrosion behaviors were principally ascribed to the size of grain,where cast AZ31 and WAAM AZ31 were featured by micro galvanic corrosion and intergranular corrosion,respectively. 展开更多
关键词 AZ31 magnesium alloy Wire and arc additive manufacturing(waam) Grain refinement Microstructure Intergranular corrosion
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Al-Cu-Sn合金WAAM堆积体的组织与性能
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作者 王帅 顾惠敏 +5 位作者 王伟 李承德 任玲玲 王振飚 翟玉春 马培华 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期95-101,共7页
Al-Cu合金ZL205A电弧熔丝增材制造(WAAM)堆积体具有良好的综合力学性能,但在增材过程中产生有毒的氧化镉。本研究以Sn替换Cd,通过金相、SEM、EDS、TEM及拉伸试验,考察堆积体的微观组织和力学性能,并与ZL205A合金堆积体进行对比。结果发... Al-Cu合金ZL205A电弧熔丝增材制造(WAAM)堆积体具有良好的综合力学性能,但在增材过程中产生有毒的氧化镉。本研究以Sn替换Cd,通过金相、SEM、EDS、TEM及拉伸试验,考察堆积体的微观组织和力学性能,并与ZL205A合金堆积体进行对比。结果发现,Al-Cu-Sn合金堆积体表面平整,呈现出银白色光泽,Sn元素的烧损率为5.9%。WAAM Al-Cu-Sn合金堆积体直接堆积态晶粒细小、均匀,晶粒尺寸约为30μm,小于ZL205A合金堆积体的晶粒尺寸,主要析出相在晶内和晶界上均匀分布。T6热处理后,θ相完全固溶到Al基体中,在晶界上均匀分布着复熔T相和Sn与Al2Cu的细小共生相,TEM显示晶内弥散分布大量的θ′相。T6热处理后,Al-Cu-Sn合金的力学性能为:抗拉强度493 MPa;屈服强度434 MPa;延伸率9.5%。该合金在WAAM过程中表现出了优异的性能,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 Al-Cu-Sn合金 waam 组织 性能
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An Innovative Finite Element Geometric Modeling of Single-Layer Multi-Bead WAAMed Part
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作者 Xiangman Zhou Jingping Qin +5 位作者 Zichuan Fu Min Wang Youlu Yuan Junjian Fu Haiou Zhang Seyed Reza Elmi Hosseini 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 SCIE EI 2024年第3期2383-2401,共19页
Finite element (FE) coupled thermal-mechanical analysis is widely used to predict the deformation and residualstress of wire arc additive manufacturing (WAAM) parts. In this study, an innovative single-layermulti-bead... Finite element (FE) coupled thermal-mechanical analysis is widely used to predict the deformation and residualstress of wire arc additive manufacturing (WAAM) parts. In this study, an innovative single-layermulti-bead profilegeometric modeling method through the isosceles trapezoid function is proposed to build the FE model of theWAAMprocess. Firstly, a straight-line model for overlapping beads based on the parabola function was establishedto calculate the optimal center distance. Then, the isosceles trapezoid-based profile was employed to replace theparabola profiles of the parabola-based overlapping model to establish an innovative isosceles trapezoid-basedmulti-bead overlapping geometric model. The rationality of the isosceles trapezoid-based overlapping model wasconfirmed by comparing the geometric deviation and the heat dissipation performance index of the two overlappingmodels. In addition, the FE-coupled thermal-mechanical analysis, as well as a comparative experiment of thesingle-layer eight-bead deposition process show that the simulation results of the above two models agree with theexperimental results. At the same time, the proposed isosceles trapezoid-based overlappingmodels are all straightlineprofiles, which can be divided into high-quality FE elements. It can improve the modeling efficiency andshorten the simulation calculation time. The innovative modeling method proposed in this study can provide anefficient and high-precision geometricmodelingmethod forWAAMpart FE coupled thermal-mechanical analysis. 展开更多
关键词 waam FE coupled thermal-mechanical analysis the isosceles trapezoid-based model residual stress
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基于WAAM技术的典型构件应力变形分析
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作者 马秦 《冶金与材料》 2024年第12期160-162,共3页
在制造构件的过程中,热压罐成型工艺会导致构件产生微小变形,这些变形难以通过常规手段进行精确测量。为了评估典型构件应力变形情况,利用WAAM技术制造典型构件并对其进行应力变形分析。建立构件有限元模型,反映构件在真实环境下的受力... 在制造构件的过程中,热压罐成型工艺会导致构件产生微小变形,这些变形难以通过常规手段进行精确测量。为了评估典型构件应力变形情况,利用WAAM技术制造典型构件并对其进行应力变形分析。建立构件有限元模型,反映构件在真实环境下的受力情况;利用有限元软件的热-力耦合分析模块,获取温度变化对构件尺寸的影响;结合WAAM技术,评估构件在热-力耦合作用下的应力分布和变形情况,判断其应力变形是否满足设计要求。实验结果表明,该方法在分析构件应力变形量时,平均误差率仅为0.34%,展现了较高的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 waam技术 构件 应力变形分析
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电弧增材制造高强度Al-Mg-Sc系合金研究进展冶金缺陷、微观组织和力学性能
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作者 马成勇 侯旭儒 +4 位作者 赵琳 阚成玲 曹洋 彭云 田志凌 《金属学报》 北大核心 2026年第1期29-46,共18页
电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点,成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一,尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc系合金。基于此,本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc系合金的研究进展,包... 电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点,成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一,尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc系合金。基于此,本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc系合金的研究进展,包括冶金缺陷、微观组织和成形性能。在WAAM中,通过优化丝材成分、打印工艺和引入层间搅拌摩擦加工(FSP)均能有效降低气孔率,改善微观组织和提升合金性能。成形合金最低气孔率约为0.026%;由于Sc强烈的微合金化作用,微观组织均为等轴晶,平均晶粒尺寸约为10μm,成形合金表现出优异的性能,直接时效后,合金最高抗拉强度可达470 MPa,且具有优异的塑性。然而,WAAM专用Al-Mg-Sc系合金丝材的研发、冶金缺陷形成的内在机理、粗大微米级Al3(Sc1-x,Zrx)相的调控以及多性能的探究仍需进一步解决。最后,基于机器学习在智能制造中的优势,对未来机器学习在WAAM成形中的应用进行了展望:正向性能预测与逆向成分/工艺求解,从而加速WAAM专用高强度铝合金丝材研发,并降低生产成本、缩短研制周期。 展开更多
关键词 电弧增材制造 高强度Al-Mg-Sc合金 冶金缺陷 组织和性能 机器学习
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基于CFD模型的电弧焊接增材制造过程热物理分析及焊道形态研究
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作者 云泽 李岩 +1 位作者 吴娟慧 朱建军 《电焊机》 2026年第2期19-29,39,共12页
电弧焊接增材制造过程中,熔滴过渡与熔池流动是决定焊道形貌的关键因素。本研究基于三维瞬态计算流体动力学模型,通过耦合质量守恒、能量守恒、动量守恒方程和流体体积法,建立了涉及熔滴过渡、重力、熔池流动以及固液相变的数值模型,定... 电弧焊接增材制造过程中,熔滴过渡与熔池流动是决定焊道形貌的关键因素。本研究基于三维瞬态计算流体动力学模型,通过耦合质量守恒、能量守恒、动量守恒方程和流体体积法,建立了涉及熔滴过渡、重力、熔池流动以及固液相变的数值模型,定量分析了焊接速度、熔滴温度与焊接位置对TIG工艺下Q235钢单层/多层焊道熔覆形貌的影响。结果表明,焊接速度从8 mm/s提升至28 mm/s时,单位时间热输入减少导致熔池高度显著下降59.14%,且高速焊接加剧了熔池流动的不稳定性;熔滴温度从2 300 K升高至3 100 K,对应单位时间热输入增加,熔池流体量增多,熔池高度上升19.86%、宽度上升11.64%,同时熔池流动性增强使焊道表面更平滑;焊接位置变化改变重力作用方向,对熔池流动倾向产生较大影响,多层熔覆过程中焊道普遍呈现熄弧位置低、起弧位置高的特征。通过平焊、横焊以及仰焊位的单道多层(5层)焊道熔覆形貌的模拟结果与实验数据进行比较,验证了模型的准确性。 展开更多
关键词 计算流体动力学(CFD) 电弧焊接增材制造加 热质耦合 熔池流动 焊道形貌 焊接位置
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某沉淀硬化不锈钢电弧增材成形制造工艺研究
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作者 王继恒 王宇航 《金属加工(热加工)》 2026年第3期105-112,共8页
基于CMT机器人柔性焊接系统的电弧增材制造(WAAM)功能,为实现沉淀硬化不锈钢电弧增材制造毛坯,降低零件对原材料去除率高的浪费。电弧增材是以电弧为热源,焊丝X-1为填充材料,熔滴以冷金属过渡在基板上逐层累积的三维成形技术。通过以某... 基于CMT机器人柔性焊接系统的电弧增材制造(WAAM)功能,为实现沉淀硬化不锈钢电弧增材制造毛坯,降低零件对原材料去除率高的浪费。电弧增材是以电弧为热源,焊丝X-1为填充材料,熔滴以冷金属过渡在基板上逐层累积的三维成形技术。通过以某焊接沉淀硬化不锈钢焊丝X-1作为研究对象,仿贝壳珍珠母结构制备高强度、高韧性的层状结构件。研究获取了该焊丝电弧增材试样抗拉强度、冲击韧度、伸长率、硬度分布、金相组织等试验数据,为估算该焊丝电弧增材焊缝强度提供了理论数据支撑。 展开更多
关键词 沉淀硬化不锈钢 电弧增材 焊丝X-1
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MgAl相对WAAM镁合金磨痕亚表面组织演变行为及磨损性能的影响 被引量:1
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作者 邹挺 曾佳 +3 位作者 杨俊杰 李杰 王启伟 李卫 《粉末冶金工业》 CAS 北大核心 2023年第6期53-62,共10页
采用电弧熔丝增材制造工艺(WAAM)制备了3种不同MgAl相含量的镁合金—WAAM AZ31,AZ61和AZ91,采用OM、SEM和EBSD观察了磨痕表面及亚表面的磨痕形貌,对比研究了3种WAAM镁合金的滑动磨损行为。研究表明:基于磨痕表面的犁沟,磨损过程中材料... 采用电弧熔丝增材制造工艺(WAAM)制备了3种不同MgAl相含量的镁合金—WAAM AZ31,AZ61和AZ91,采用OM、SEM和EBSD观察了磨痕表面及亚表面的磨痕形貌,对比研究了3种WAAM镁合金的滑动磨损行为。研究表明:基于磨痕表面的犁沟,磨损过程中材料的流失主要源自微切削。与此同时,在磨痕亚表面基体层上方形成了一层富含孪晶和小角晶界的形变层。所以,镁合金的耐磨损性能受形变层和析出相综合作用影响。因此,虽然AZ61的基体硬度和MgAl相含量较AZ31分别提升10.8%(1.02→1.13 GPa)和77.8%(1.8%→3.2%),但由于形变层硬度的减小(1.61→1.51 GPa),所以耐磨性能仅提升4.2%(1.41→1.35 mm~3)。相应的,虽然AZ91的基体硬度和MgAl相含量较AZ61仅分别提升13.7%(1.13→1.28 GPa)和28.1%(3.2%→4.1%),但由于形变层硬度略微减小(1.51→1.50 GPa),所以耐磨性能显著提升26.7%(1.35→0.99 mm~3)。MgAl相能抑制孪晶的形成导致形变层硬度随MgAl相含量增加而减小。 展开更多
关键词 电弧熔丝增材制造 镁合金 析出相 孪晶 耐磨性能
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CMT电弧增材制备交叠层状异质材料的微观结构和机械性能
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作者 张琪 王晓丽 +3 位作者 周子博 肖楠 丁红瑜 胡庆贤 《电焊机》 2025年第10期66-76,共11页
异质材料增材制造作为增材制造领域的一个前沿方向,通过一体化的结构功能设计,克服了单一材料的性能局限,实现了传统单一材料无法达到的综合性能。本研究中,采用冷金属过渡电弧增材制造(CMT-WAAM)技术,利用高强钢(HSS)和低碳钢(LCS)焊丝... 异质材料增材制造作为增材制造领域的一个前沿方向,通过一体化的结构功能设计,克服了单一材料的性能局限,实现了传统单一材料无法达到的综合性能。本研究中,采用冷金属过渡电弧增材制造(CMT-WAAM)技术,利用高强钢(HSS)和低碳钢(LCS)焊丝,采用正交沉积策略制备了交叠层状异质金属(OLH)试样,成形良好且无明显冶金缺陷。HSS试样中主要为针状马氏体,LCS试样中主要为多边铁素体,而在OLH试样中,HSS区域主要为马氏体和部分铁素体,LCS区域主要为铁素体和部分马氏体。OLH试样中HSS区硬度约为340.7 HV,与HSS试样硬度(326.0 HV)接近,而LCS区硬度约为245.9 HV,相较于LCS试样硬度(171.1 HV)提高143.8%。OLH试样结合了HSS试样的抗拉强度和LCS试样的延展性,拉伸性能介于HSS和LCS试样之间。 展开更多
关键词 异质金属 高强钢 低碳钢 CMT-waam.
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Synergistically Improving the Strength and Anisotropy of Wire Arc Additively Manufactured Al-Mg-Sc-Zr alloy by Regulating Heat Input 被引量:1
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作者 Xuru Hou Lin Zhao +5 位作者 Shubin Ren Yun Peng Yang Cao Chengyong Ma Zhiling Tian Xuanhui Qu 《Additive Manufacturing Frontiers》 2025年第3期209-227,共19页
Wire arc additive manufacturing(WAAM)is one of the most promising approaches to manufacturing large and complex metal components owing to its low cost and high efficiency.However,pores and coarse columnar grains cause... Wire arc additive manufacturing(WAAM)is one of the most promising approaches to manufacturing large and complex metal components owing to its low cost and high efficiency.However,pores and coarse columnar grains caused by thermal accumulation in WAAM significantly decrease the strength and increase the anisotropy,preventing the achievement of both high strength and isotropy.In this study,the strength and anisotropy of AlMg-Sc-Zr alloys were improved by regulating heat input.The results indicated that as the heat input increased from 60 to 99 J/mm,all the components had lower porosity(lower than 0.04%),the size of the Al_(3)(Sc_(1-x),Zr_(x))phases decreased,and the number density increased.The average grain size gradually decreased,and the grain morphologies transformed from coarse equiaxed grain(CEG)+fine equiaxed grain(FEG)to FEG owing to the increase in Al_(3)(Sc_(1-x),Zr_(x))phases with increasing heat input.After heat treatment at 325℃for 6 h,high-density dispersed Al_(3)Sc phases(<10 nm)precipitated.The alloy possessed the highest strength at 79 J/mm,ultimate tensile strength(UTS)of approximately 423±3 MPa,and in-plane anisotropy of approximately 4.3%.At a heat input of 99 J/mm,the in-plane anisotropy decreased to 1.2%and UTS reached 414±5 MPa.The reduction in the CEG prolonged the crack propagation path,which improved the UTS in the vertical direction and reduced the anisotropy.Theoretical calculations indicated that the main strengthening mechanisms were solid solution and precipitation strengthening.This study lays the theoretical foundations for WAAM-processed high-strength and isotropic Al alloy components. 展开更多
关键词 Wire arc additive manufacturing(waam) Al-Mg-Sc-Zr alloy MICROSTRUCTURES High strength ANISOTROPY
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采煤机导向滑靴耐磨层电弧增材制造技术研究
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作者 朱艺超 《煤矿机械》 2025年第11期120-123,共4页
针对采煤机导向滑靴在强冲击和磨损环境下易失效的难题,基于电弧增材制造(WAAM)技术,设计了多种Fe-Cr-Mn-C合金丝材配比,系统研究合金元素含量对耐磨层显微组织和磨损性能的影响。通过优化工艺参数,筛选出质量分数为C 1.1%、Mn 0.4%、Cr... 针对采煤机导向滑靴在强冲击和磨损环境下易失效的难题,基于电弧增材制造(WAAM)技术,设计了多种Fe-Cr-Mn-C合金丝材配比,系统研究合金元素含量对耐磨层显微组织和磨损性能的影响。通过优化工艺参数,筛选出质量分数为C 1.1%、Mn 0.4%、Cr 4.0%、Si+Mo+Ni+V 1.0%、Fe为余量的新型2#高碳低铬丝材,制备的耐磨层组织致密、硬度高且均匀,磨损率仅为0.34×10^(-8)mm^(2)/N,显著优于传统工业丝材。实验结果表明,该耐磨层具备良好的抗疲劳与抗剥落性能,可有效延长导向滑靴的使用寿命。该研究为采煤机关键部件的高性能再制造提供了新的材料选择和工艺思路。 展开更多
关键词 waam 导向滑靴 Fe-Cr-Mn-C丝材 耐磨层 磨损性能
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