沉积速率对GWZ932镁合金电弧增材制造组织和性能的影响
谢勇1 ,张睿泽1 ,冯晨1 ,陈雷2 ,罗志伟1 ,邓泽3 ,王锋华3 ,王福德1
1. 首都航天机械有限公司,北京 100076;
2. 航空工业江西洪都航空工业集团有限责任公司,南昌 330024;
3. 上海交通大学,上海 200240
Effect of Deposition Rate on Microstructure and Properties of GWZ932 Alloy Wire Arc Additive Manufactured Thin-Walled Components
XIE Yong1 , ZHANG Ruize1 , FENG Chen1 , CHEN Lei2 , LUO Zhiwei1 , DENG Ze3 , WANG Fenghua3 , WANG Fude1
1. Capital Aerospace Machinery Co., Ltd., Beijing 100076, China;
2. AVIC Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Company Ltd., Nanchang 330024, China;
3. Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
摘要 冷金属过渡电弧增材制造(WAAM)是一种新型的快速成形技术,可以用于制造具有复杂形状的高性能结构件。采用冷金属过渡电弧增材制造工艺在不同的沉积速率下制备了GWZ932镁稀土合金单道多层薄壁构件,并研究了沉积速率对试样的成形质量、微观组织和力学性能的影响。结果表明,在其他成形参数一定时,随着沉积速率从4.5 mm/s增加到7.5 mm/s,沉积层的熔宽和层高均减小。沉积速率增加,晶粒尺寸减小,这是成形过程中热输入量降低,熔池凝固速度加快导致。构件的力学性能随着沉积速率先增加后降低,在6 mm/s沉积速率下合金表现出最佳力学性能,屈服强度、抗拉强度、延伸率分别为161 MPa、236 MPa和4.5%,力学性能表现出各向同性,断口表现出明显的脆性断裂特征。
关键词 :
镁稀土合金 ,
电弧增材制造 ,
沉积速率 ,
微观组织 ,
力学性能
Abstract :Wire arc additive manufacturing (WAAM), as a novel rapid prototyping technology, can be applied to fabricate high-mechanical-property components with complex shape. Thin-walled components of GWZ932 alloy were fabricated by WAAM based on cold metal transfer (WAAM-CMT) with different deposition rates, and the microstructure evolution and mechanical properties were studied. The results show that as the deposition rate increases from 4.5 mm/s to 7.5 mm/s, the average height and width of deposition layers both decrease. The reduction of heat input also leads to significant grain refinement. At the deposition rate of 6 mm/s, the alloy shows the best mechanical properties, with the yield strength, tensile strength, and elongation of 161 MPa, 236 MPa, and 4.5%, respectively. The mechanical properties exhibit isotropy, and the fracture surface shows obvious characteristics of brittle fracture.
Key words :
Magnesium rare earth alloy
Wire arc additive manufacturing
Deposition rate
Microstructure
Mechanical properties
作者简介 : 谢勇,高级工程师,博士,研究方向为金属增材制造技术及应用。
引用本文:
谢勇,张睿泽,冯晨,陈雷,罗志伟,邓泽,王锋华,王福德. 沉积速率对GWZ932镁合金电弧增材制造组织和性能的影响[J]. 航空制造技术, 2024, 67(21): 38-46.
XIE Yong, ZHANG Ruize, FENG Chen, CHEN Lei, LUO Zhiwei, DENG Ze, WANG Fenghua, WANG Fude. Effect of Deposition Rate on Microstructure and Properties of GWZ932 Alloy Wire Arc Additive Manufactured Thin-Walled Components[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2024, 67(21): 38-46.
链接本文:
http://www.amte.net.cn/CN/10.16080/j.issn1671-833x.2024.21.038 或 http://www.amte.net.cn/CN/Y2024/V67/I21/38
[1]
林伟,邱建平,史建猛,周莹,郝浩杰,张斌. 芯杆齐平度偏差对抽芯铆钉力学性能影响及机理分析 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(9): 20-27.
[2]
刘祎,程爽,杜海涛,赵源. 碳氮共渗M50NiL钢的磨削变质层微观组织和力学性能研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(9): 78-82,88.
[3]
潘虎成,蒋彩霞,张元,王森,杜森,任玉平,秦高梧. 低温挤压Mg–Sm–Ce系合金的微观组织与力学性能研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(8): 14-21.
[4]
许慧,杜志楠,张艺镡,刘雅菲,徐严谨. 等温锻造对CNTs/SiCp 混杂增强铝基复合材料力学性能的影响 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(8): 38-44.
[5]
高宏亮,苏海军,郭一诺,杨培鑫,夏乐,张卓,郭敏. 间隙原子及颗粒对激光增材制造高熵合金微观结构与力学性能影响的研究进展 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(8): 54-63,75.
[6]
史建猛,邱建平,李丰辰,齐振超,张斌. 钻削热历史对CF/PEEK材料性能影响规律研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(7): 139-145.
[7]
曲海涛,陈福龙,何宗仁,石佳瑷,韩玉杰,曹宏东,郑菁桦. 双级时效处理对2219铝合金力学性能与微观沉淀析出的影响研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(6): 14-22.
[8]
田汉清,陈刚,刘畅,魏敬浩,韩龙晓,秦明礼,曲选辉. 近球形TC4钛合金粉末注射成形 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(5): 110-115.
[9]
聂云飞,唐倩,李坤,王浩宇,吴海斌,王彬生,秦昌亮,杨震,石佳. 热处理对选区激光熔化制备的点阵结构性能影响研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(3): 45-54.
[10]
戎笑远,潘利剑,岳广全,刘佳,刘卫平,王安威. 热压罐成型典型制造缺陷对复合材料的力学性能影响研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(3): 96-105.
[11]
曲文卿,张斯涵,吕彦龙,滕俊飞,汪淼,杨文静,庄鸿寿. 航空发动机GH3230高温合金层板结构TLP扩散焊接制备及力学性能研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(3): 24-29.
[12]
耿康,徐明,刘昕,付鹏飞,李立航,唐振云. TB18 钛合金电子束焊接接头微观组织及力学性能研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(21): 76-84.
[13]
杨胶溪,杨剑锋,白兵,刘琦,李怀学. 激光高速沉积Inconel 625涂层组织特征及性能 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(21): 47-52,61.
[14]
张睿泽,谢勇,罗志伟,严振宇,李瑞卿,蒋日鹏,李安庆. 电弧增材制造铝锂合金组织与性能研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(21): 53-61.
[15]
罗志伟,张睿泽,张京京,李权,冯晨,宋全,王福德. 锻造–电弧增材复合制造TC11钛合金组织与力学性能研究 [J]. 航空制造技术, 2024, 67(21): 68-75.