01
Pregled papirja
Izdelava lahkih-aluminijevih zlitin z visoko trdnostjo z lasersko prašno fuzijo (LPBF) se je dolgo močno zanašala na drage legirne elemente-kot sta skandij in cirkonij-za doseganje visoke trdnosti; ta odvisnost je močno ovirala njihovo široko industrijsko uporabo. Čeprav lahko dodatek poceni delcev (npr. TiB2, TiC) do neke mere izboljša zrnate strukture in poveča trdnost, se ta strategija vključevanja eksogenih delcev pogosto sooča z izzivi, kot so aglomeracija delcev, ne-enakomerna disperzija in slaba medfazna vez, kar ima za posledico mikrostrukturno nehomogenost in ogrožene mehanske lastnosti. Za obravnavo tega vprašanja ta študija predlaga inovativno strategijo, ki odpravlja potrebo po dragih elementih. Z izkoriščanjem ekstremnih temperaturnih gradientov in lasersko{11}}povzročenih povratnih pritiskov, ki so neločljivo povezani s postopkom LPBF, so raziskovalci dosegli *in-situ* sintezo gostih in enakomerno razpršenih nanolisk MgAlB4 znotraj matrice iz aluminijeve zlitine AA2024. Namen tega dokumenta je odpraviti strjevalne razpoke in poroznost-in s tem doseči skoraj popolno zgostitev-z *in-situ* generacijo eno-dimenzionalnih nanobrk. Poleg tega skuša študija z izkoriščanjem visokega razmerja stranic in močne medfazne vezi teh laskov znatno povečati trdnost in duktilnost zlitine, s čimer bi prebila dolgo-trajno-oviro med učinkovitostjo in stroški na področju proizvodnje dodatkov za aluminijeve zlitine.
02
Pregled celotnega besedila
Ta študija obravnava inherentne napake-, kot so groba stebričasta zrna, hude vroče razpoke in visoka poroznost-, ki se pogosto pojavljajo v komercialnih visoko{2}}trdnih aluminijevih zlitinah, izdelanih s pomočjo laserske plastične plasti (LPBF), in predlaga novo pot za *in{3}}situ* sintezo aluminijeve zlitine-ojačene z lasmi. Z vključitvijo sledov amorfnega borovega prahu v prah AA2024 ter izkoriščanjem hitrih hitrosti ohlajanja in visokih povratnih tlakov v bazenu taline (do 40 MPa), ki so značilni za postopek LPBF, imajo nanoviskers MgAlB4-premer le 5–15 nm in razmerje stranic, ki presegajo 20-je bilo uspešno sintetiziranih *in-situ* znotraj aluminijeve matrice. Ti enakomerno razpršeni eno{22}}dimenzionalni brki, ki so delovali kot heterogena nukleacijska mesta, so povzročili preobrazbo morfologije zrn: od grobih stebrastih zrn, širokih več deset mikrometrov, do ultrafinih enakoosnih zrn s povprečno velikostjo približno 1,3 do 1,5 μm. Ta transformacija je popolnoma odpravila strjevalne razpoke, kar je povzročilo gostoto zlitine 99,991 %. Kar zadeva osnovne mehanske mehanizme, kvazi-kontinuirana mrežna struktura, ki jo tvorijo brki, ni le olajšala shranjevanje in širjenje dislokacij, temveč je tudi omogočila dislokacijam, da obidejo brke v smeri, ki je pravokotna na njihove osi, s čimer je učinkovito ublažila koncentracije napetosti. Eksperimentalni rezultati kažejo, da zlitina doseže končno natezno trdnost (UTS) približno 610 MPa in enakomeren raztezek 8,0 %; poleg tega izkazuje izjemne-temperaturne termomehanske lastnosti v razponu od 150 do 250 stopinj. Ta študija ponuja obetavno in razširljivo rešitev za razvoj poceni-cenovnih visoko zmogljivih aluminijevih zlitin z aditivno proizvodnjo.
03
**Vizualna analiza**
Slika 1 prikazuje postopek izdelave kompozita MgAlB4w/AA2024 in natančno karakterizacijo njegovih notranjih napak. Študija je uporabila tri{4}}dimenzionalno metodo mehanske disperzije za enakomerno prevleko amorfnega borovega prahu na površino delcev prahu AA2024 pred tiskanjem LPBF. Primerjalni 3D-skeni, pridobljeni z Nano-CT, jasno razkrivajo, da je notranjost neobdelane, LPBF-izdelane zlitine AA2024 prepredena z makroskopskimi razpokami in velikimi porami, ki se raztezajo vzdolž smeri gradnje, kar ima za posledico volumenski delež napake do 4,698 %. Nasprotno pa so bile po sintezi *in{13}}situ* MgAlB4 nanobrčkarjev notranje razpoke v zlitini popolnoma odpravljene; ostala je le zanemarljiva količina majhnih sferičnih por, s čimer je bila dosežena skoraj-popolna zgostitev 99,991 %.
