01
Prezentare generală a hârtiei
Fabricarea aliajelor de aluminiu ușoare, de înaltă{0}}rezistență, prin fuziunea cu laser cu strat de pulbere (LPBF) s-a bazat mult timp în mare măsură pe elemente de aliaj scumpe-cum ar fi scandiu și zirconiu-pentru a obține o rezistență ridicată; această dependență a împiedicat grav aplicarea lor industrială pe scară largă. Deși adăugarea de particule cu costuri reduse (de exemplu, TiB2, TiC) poate, într-o oarecare măsură, rafina structurile granulelor și crește rezistența, această strategie de încorporare a particulelor exogene se confruntă adesea cu provocări cum ar fi aglomerarea particulelor, dispersia ne-uniformă și legăturile interfațale slabe, ceea ce duce la proprietăți mecanice neomogene microstructurale și compromise. Pentru a aborda această problemă, prezentul studiu propune o strategie inovatoare care înlătură necesitatea elementelor costisitoare. Prin valorificarea gradienților de temperatură extremi și a presiunilor de recul induse de laser-inerente procesului LPBF, cercetătorii au realizat sinteza *in{-situ* a nanomuștaților de MgAlB4 dens și uniform dispersați într-o matrice de aliaj de aluminiu AA2024. Această lucrare își propune să elimine fisurile de solidificare și porozitatea-obținând astfel o densificare aproape completă-prin generarea *in{-situ* a nano-muștaților uni-. În plus, valorificând raportul de aspect ridicat și legătura interfacială puternică a acestor mustăți, studiul urmărește să îmbunătățească în mod semnificativ atât rezistența, cât și ductilitatea aliajului, depășind astfel bariera-de lungă durată- dintre performanță și cost în domeniul producției de aditivi de aliaj de aluminiu.
02
Prezentare generală a textului integral
Abordând defectele inerente-cum ar fi boabele de coloană grosiere, fisurarea severă la cald și porozitatea ridicată-întâlnite frecvent în aliajele comerciale de aluminiu-de înaltă rezistență fabricate prin fuziunea cu laser cu pudră de pulbere (LPBF), acest studiu propune o cale nouă pentru *in{3}forța de sinteză a luminii{3}intre{3}}inferioare* aliaje. Încorporând urme de pulbere de bor amorf în pulberea AA2024 și valorificând ratele rapide de răcire și presiunile ridicate de retragere a topiturii-(până la 40 MPa) caracteristice procesului LPBF, nanomuștații de MgAlB4-care depășesc diametre și proporții de 15 nm 20-au fost sintetizate cu succes *in-situ* în matricea de aluminiu. Acționând ca situsuri de nucleare eterogene, aceste mustații uni-unidimensionale dispersate uniform au indus o transformare în morfologia granulelor: de la boabe columnare grosiere de zeci de micrometri în lățime la boabe echiaxiale ultrafine cu o dimensiune medie de aproximativ 1,3 până la 1,5 μm. Această transformare a eliminat complet fisurile de solidificare, rezultând o densitate a aliajului de 99,991%. În ceea ce privește mecanismele mecanice subiacente, structura de rețea cvasi-continuă formată de mustăți nu numai că a facilitat stocarea și proliferarea dislocărilor, ci și a permis dislocărilor să ocolească mustații într-o direcție perpendiculară pe axele lor, atenuând astfel eficient concentrațiile de stres. Rezultatele experimentale demonstrează că aliajul atinge o rezistență maximă la tracțiune (UTS) de aproximativ 610 MPa și o alungire uniformă de 8,0%; în plus, prezintă proprietăți excepționale la temperatură înaltă-în intervalul de la 150 la 250 de grade . Acest studiu oferă o soluție promițătoare și scalabilă pentru dezvoltarea aliajelor de aluminiu cu costuri reduse-de înaltă performanță prin fabricarea aditivă.
03
**Analiză vizuală**
Figura 1 ilustrează procesul de fabricare a compozitului MgAlB4w/AA2024 și caracterizarea precisă a defectelor sale interne. Studiul a folosit o metodă de dispersie mecanică tri-dimensională pentru a acoperi uniform pulberea de bor amorf pe suprafața particulelor de pulbere AA2024 înainte de imprimarea LPBF. Scanările 3D comparative obținute prin Nano-CT arată în mod clar că interiorul aliajului AA2024 netratat, fabricat cu LPBF-, este plin de fisuri macroscopice și pori mari care se extind de-a lungul direcției de construcție, rezultând o fracțiune de volum a defectului de până la 4,698%. În schimb, în urma sintezei *in-}situ* a nanomuștaților MgAlB4, fisurile interne din aliaj au fost complet eliminate; a rămas doar o cantitate neglijabilă de pori minuscoli sferici, realizând astfel o densificare aproape-completă de 99,991%.
