热丝辅助电弧增材Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金组织与性能研究

作者：闫杨予; 胡锦龙; 韩启飞; 郭跃岭^*; 苏江舟; 何智; 王志敏; 刘长猛

来源：机械工程学报, 2023, 59(11): 242-252.

• 电弧增材制造
• Al-Cu-Mg-Ag合金
• 热处理
• 显微组织
• 力学性能

电弧增材制造技术可以缩短生产周期，降低成本，实现铝合金的快速成形，但存在结构内部含有较多气孔及晶粒粗大的问题。热丝辅助电弧增材制造(HWAAM)可以有效降低气孔率和细化晶粒，进一步提高电弧增材制造Al-Cu-Mg-Ag合金的性能。采用热丝电弧增材制造技术制备了Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金，利用拉伸试验、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等实验方法，研究了电弧增材制造Al-Cu-Mg-Ag铝合金的气孔缺陷、显微组织和力学性能。结果表明，与冷丝成形合金相比，热丝辅助电弧增材制造Al-Cu-Mg-Ag合金气孔率降低25%，气孔球形度增加，空间分布较为均匀；同时晶粒尺寸降低30%，晶粒形貌趋于等轴晶化。冷丝结构件抗拉强度为218 MPa，屈服强度为134 MPa，延伸率为3.2%，使用热丝电弧增材制造后，力学性能提高，其抗拉强度提升至242 MPa，屈服强度提高至148 MPa，延伸率4.2%。最后，分别采用固溶+时效和人工时效热处理工艺，进一步改善了热丝辅助成形Al-Cu-Mg-Ag合金的力学性能。固溶与时效热处理后抗拉强度达到368 MPa，延伸率下降至0.5%，时效热处理后强度达到297 MPa，延伸率2.1%。

• 单位
  北京理工大学; 北京航星机器制造有限公司; 材料学院