МИКРОСТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОВОЛОКИ ДУГОВОГОАДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА СПЛАВА Al‒ 5Si
DOI:
https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-1(47)-120-126Ключевые слова:
сплав Al ‒ 5Si, микроструктура, микротвердость, войства при растяжении, проволочное дуговое аддитивное производствоАннотация
Сплав Al‒ 5Si (4043) благодаря своей хорошей пластичности, высокой удельной прочности и отличной коррозионной стойкости широко используется в авиационном и автомобильном машиностроении. Это стало возможным, благодаря развитию и применению проволочных и дуговых технологий аддитивного производства. В настоящей работесплавы Al–5Siбыли использованы в качестве сырья для исследования аддитивного производства. Система дугового аддитивного производства, оснащенная программным обеспечением для моделирования 3Dтраектории, источником тепла дуги и платформой для управления роботом, была принята для изготовления сплава Al–5Si. Исследованы микроструктура и механические свойства сплава Al –5Si. Результаты рентгеновской дифракции показывают, что сплав состоит из α-Al, фазы Si и интерметаллической фазы Al9Si. По данным оптического микроскопического наблюдения установлено, что с увеличением высоты осаждения эвтектическая фаза Si значительноогрубляется, столбчатые зерна постепенно измельчаются и превращаются в более мелкие равноосные зерна, а размер зерна микроструктуры межслоевых областей меньше, чем внутрислоевых областей на любой высоте. Средняя микротвердость составляет 47,5 ± 3,4 HV, а прочностные свойства отличаются только на 1,6 –5,0 МПа по пределу прочности, 2,4 –5,9 МПа по пределу текучести и 0,1 –1,1 % по удлинению между образцами на растяжение, вырезанными из разных мест. Это также указывает на лучшую стабильность образцов, изготовленных методом аддитивного производства с использованием проволочной дуги, и на то, что это лучший метод изготовления металлических деталей.Библиографические ссылки
Liu J., Xu Y., Ge Y., Hou Z., Chen S. Wire and arc additive manufacturing of metal components: a review of recent research developments. The International Journal of Advanced Manufactur-ing Technology.2020;111:149–198.https://doi.org/10.1007/s00170-020-05966-8
Norrish J., Polden J., Richardson I. A review of wire arc additive manufacturing: development, principles, process physics, implementation and current status. Journal of Physics D: Applied Physics. 2021;54(47):473001.https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac1e4a
Lin Z., Song K., Yu X. A review on wire and arc additive manufacturing of titanium alloy. Journal of Manufacturing Processes. 2021;70:24–45. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.08.018
Campagnoli M. R., Galati M., Saboori A. On the processability of copper components via powder-based additive manufacturing processes: Poten-tials, challenges and feasible solutions. Journal of Manufacturing Processes. 2021;72:320–337. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.10.038
Kawalkar R., Dubey H. K., Lokhande S. P. Wire arc additive manufacturing: A brief review on advancements in addressing industrial challenges incurred with processing metallic alloys. Materi-als Today: Proceedings. 2022;50:1971–1978. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.329
Blakey-Milner B., Gradl P., Snedden G., Brooks M., Pitot J., Lopez E., Du Plessis A. Metal addi-tive manufacturing in aerospace: A review. Mate-rials & Design. 2021;209:110008.https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110008
Xia C., Pan Z., Polden J., Li H., Xu Y., Chen S., Zhang Y. A review on wire arc additive manufac-turing: Monitoring, control and a framework of automated system. Journal of manufacturing sys-tems. 2020;57:31–45.https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2020.08.008
Kruth J. P. Material incress manufacturing by rapid prototyping techniques. CIRP annals. 1991; 40(2):603–614. https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)61136-6
Vafadar A., Guzzomi F., Rassau A., Hayward K. Advances in metal additive manufacturing: a re-view of common processes, industrial applica-tions, and current challenges. Applied Sciences.2021;11(3):1213. https://doi.org/10.3390/app11031213
Yeong W. Y., Chua C. K., Leong K. F., Chandra-sekaran, M. Rapid prototyping in tissue engineer-ing: challenges and potential. TRENDS in Bio-technology. 2004;22(12):643–652. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2004.10.004
Haghdadi N., Laleh M., Moyle M., Primig S. Additive manufacturing of steels: a review of achievements and challenges. Journal of Materials Science. 2021;56:64–107.https://doi.org/10.1007/s10853-020-05109-0
Su C., Chen X., Konovalov S., Arvind Singh R., Jayalakshmi S., Huang L. Effect of deposition strategies on the microstructure and tensile prop-erties of wire arc additive manufactured Al-5Si alloys. Journal of Materials Engineering and Performance. 2021;30(3):2136–2146.https://doi.org/10.1007/s11665-021-05528-3
Qi Z., Qi B., Cong B., Zhang R. Microstructure and mechanical properties of wire+ arc additively manufactured Al-Mg-Si aluminum alloy. Materials Letters. 2018;233:348–350.https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.09.048
Koli Y., Yuvaraj N., Sivanandam A., Vipin. Control of humping phenomenon and analyzing me-chanical properties of Al–Si wire-arc additive manufacturing fabricated samples using cold metal transfer process. Proceedings of the Institu-tion of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science.2022;236(2):984–996. https://doi.org/10.1177/0954406221998402
Guo Y., Han Q., Hu J., Yang X., Mao P., Wang J., Liu C. Comparative Study on Wire-Arc Addi-tive Manufacturing and Conventional Casting of Al–Si Alloys: Porosity, Microstructure and Me-chanical Property. Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2022:1–11.https://doi.org/10.1007/s40195-021-01314-1
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Чуанчу Су, Сичжан Чен, Ху Хао
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
