01
Popieriaus apžvalga
Lengvų, didelio{0}}stiprumo aliuminio lydinių gamyba naudojant lazerinio miltelių sluoksnio sintezę (LPBF) ilgą laiką buvo labai priklausoma nuo brangių legiravimo elementų,{1}}tokių kaip skandis ir cirkonis-, kad būtų pasiektas didelis stiprumas; ši priklausomybė labai sutrukdė jų plačiai paplitusį pramoninį taikymą. Nors pridėjus pigių dalelių (pvz., TiB2, TiC) tam tikru mastu galima patobulinti grūdelių struktūras ir padidinti stiprumą, ši egzogeninių dalelių įtraukimo strategija dažnai susiduria su tokiais iššūkiais kaip dalelių aglomeracija, netolygi dispersija ir prastas sąsajų sujungimas, dėl kurio atsiranda mikrostruktūrinių savybių ir nehomogeninių savybių. Siekiant išspręsti šią problemą, šiame tyrime siūloma naujoviška strategija, kuri pašalina brangių elementų poreikį. Išnaudodami ekstremalių temperatūrų gradientus ir lazerio sukeltą atatrankos slėgį, būdingą LPBF procesui, mokslininkai pasiekė *in{12}}situ* tankių ir tolygiai išsklaidytų MgAlB4 nanoūsų sintezę AA2024 aliuminio lydinio matricoje. Šiuo straipsniu siekiama pašalinti kietėjimo įtrūkimus ir poringumą, -taip pasiekiamas beveik visiškas tankinimas-per *in-situ* vienos-matmens nanoūsų kartos. Be to, pasinaudojant dideliu šių ūsų kraštinių santykiu ir stipriu sąsajų sukibimu, tyrime siekiama žymiai padidinti lydinio stiprumą ir lankstumą, taip įveikiant ilgalaikę -preparavimo- barjerą tarp našumo ir kainos aliuminio lydinių priedų gamybos srityje.
02
Pilna teksto apžvalga
Nagrinėjant būdingus defektus, -pvz., stambius stulpelius, didelius karštus įtrūkimus ir didelį poringumą, -dažniausiai pasitaikančius komerciniuose didelio stiprumo aliuminio lydiniuose, pagamintuose naudojant lazerinio miltelių sluoksnio sintezę (LPBF), šiame tyrime siūlomas naujas *in* ūsais{4}}sustiprintų aliuminio lydinių. Į AA2024 miltelius įmaišius nedidelius kiekius amorfinių boro miltelių ir išnaudojant greitą aušinimo greitį bei didelį lydymosi{7} baseino atatrankos slėgį (iki 40 MPa), būdingus LPBF procesui, MgAlB4 nanoūsai{10}}kurių skersmuo viršija 5–15 mm. 20-buvo sėkmingai susintetinti *in-situ* aliuminio matricoje. Veikdami kaip nevienalytės branduolių susidarymo vietos, šios tolygiai pasklidusios vieno{22}}matmens ūsai sukėlė grūdų morfologijos transformaciją: nuo stambių, dešimčių mikrometrų pločio stulpinių grūdelių iki itin smulkių lygiagrečių grūdelių, kurių vidutinis dydis yra maždaug 1,3–1,5 μm. Ši transformacija visiškai pašalino kietėjimo įtrūkimus, todėl lydinio tankis buvo 99,991%. Kalbant apie pagrindinius mechaninius mechanizmus, kvazi{26}}ištisinė tinklo struktūra, kurią sudaro ūsai, ne tik palengvino dislokacijų saugojimą ir dauginimąsi, bet ir leido dislokacijoms apeiti ūsus statmena jų ašims, taip veiksmingai sumažinant įtempių koncentraciją. Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad lydinio didžiausias tempiamasis stipris (UTS) yra maždaug 610 MPa, o vienodas pailgėjimas yra 8,0 %; be to, jis pasižymi išskirtinėmis termomechaninėmis savybėmis aukštoje{30}}150–250 laipsnių diapazone. Šiame tyrime siūlomas daug žadantis ir keičiamas sprendimas kuriant nebrangius, didelio našumo aliuminio lydinius naudojant priedų gamybą.
03
**Vizualinė analizė**
1 paveiksle parodytas MgAlB4w/AA2024 kompozito gamybos procesas ir tikslus jo vidinių defektų apibūdinimas. Tyrime buvo naudojamas trimatis mechaninis dispersijos metodas, siekiant tolygiai padengti amorfinius boro miltelius ant AA2024 miltelių dalelių paviršiaus prieš spausdinant LPBF. Lyginamieji 3D skenavimai, gauti naudojant Nano-CT, aiškiai atskleidžia, kad neapdoroto, LPBF-pagaminto AA2024 lydinio vidus yra nusėtas makroskopinių įtrūkimų ir didelių porų, besitęsiančių išilgai konstrukcijos krypties, todėl defektų tūrio dalis siekia net 4,698 %. Priešingai, po *in situ* MgAlB4 nanoūsų sintezės, vidiniai lydinio įtrūkimai buvo visiškai pašalinti; liko tik nežymus kiekis smulkių sferinių porų, todėl buvo pasiektas beveik -visiškas 99,991 % tankis.
