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    轻质金属构件的完“镁”主义:ZM5镁合金电弧增材制造工艺

    来源:中科煜宸  作者:中科煜宸  时间:2023-06-28 17:26:36  已阅:0


    镁合金作为最轻质的金属工程结构材料,具有比强度高、导热性能好、抗冲击能力强等优点。ZM5镁合金作为一种典型国产Mg-Al-Zn合金得到广泛应用, 如卫星支架、飞机舱体隔框、机匣、壳体、轮毂等。




    ZM5-其它制造工艺不足

    挤压铸造工艺:由于镁合金的室温塑性加工能力较差,铸造过程易产生气孔、夹杂、裂纹等铸造缺陷,极大限制了铸件的成材率,甚至无法满足结构设计要求。


    选择性激光熔化:镁合金具有高反应性和高气化倾向,且镁合金细粉末易燃易爆,成本高。



    ZM5-电弧增材制造优势

    电弧增材制造技术能够按照设计规划的路径逐层沉积成型,具有成型尺寸大、成本低、高质量、高效率的优点。


    图 镁合金某轻型导弹舱体


    图 电弧增材原理示意图


    我们对ZM5镁合金电弧增材样块内部进行着色探伤检测,结果表明镁合金沉积体内部无气孔、裂纹、未熔合等缺陷


    图 ZM5镁合金电弧增材样块内部着色探伤检测


    金相观察结果:显微组织为离异共晶组织,主要由固溶体α-Mg与晶间离异的共晶β-Mg17Al12相组成,呈不规则分布,主要在晶界附近。在电弧增材特殊的热输入影响下,析出的β-Mg17Al12相尺寸、分布与铸态金属不同,会有更加细小的α固溶体,同时晶界附近存在细小均匀分布的连续析出β相,产生弥散强化效果,从而提高力学性能


    图 ZM5镁合金电弧增材样块金相观察


    力学拉伸试验结果:样块沉积态的抗拉强度、塑性延伸强度、伸长率均高于《GB/T 1177-2018铸造镁合金》中ZM5镁合金铸件试样的铸态(F)力学性能要求。



    综上表明,采用电弧增材制造的ZM5镁合金结构,无内部缺陷,力学性能优于铸件,可制备复杂结构,同时效率高成本低,可应用于航空、航天、船舶、核电等大型构件的快速制造。




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