在超声辅助的线弧定向能量沉积（Wire Arc-Directed Energy Deposition, WADED）过程中，加强机制与材料结构均匀化的研究——以5A83铝合金为例

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Strengthening Mechanisms and Structural Homogenization in Ultrasound-Assisted Wire Arc-Directed Energy Deposition 5A83 Al Alloys

通过超声辅助（UA）技术优化 wire arc additive manufacturing (WAAM) 制造的 5A83 铝合金部件的微观结构和性能，抑制柱状晶形成并细化至 74.58 μm，增强固溶强化效果，提升机械性能。高温低温循环后，UA-WAAM 样品微观结构稳定且硬度分布更均匀。

　　

摘要

采用电弧增材制造（WAAM）技术制造铝镁合金部件（如发动机缸体和底盘）具有巨大的潜力。然而，由于结构与性能的各向异性以及高低温循环过程中的稳定性问题，该技术的广泛应用受到了限制。本研究旨在通过应用超声波辅助（UA）技术来提高沉积样品的机械性能和微观结构的均匀性。同时，研究还探讨了高低温循环后WAAM与UA-WAAM 5A83铝合金样品的微观结构、性能及残余应力之间的潜在关联。结果表明，超声波有效抑制了柱状晶粒的形成，使晶粒结构得到细化，平均晶粒直径从104.4微米减小到74.58微米。这种晶粒细化作用结合固溶强化效应，显著提升了沉积材料的机械性能。经过高低温循环后，WAAM和UA-WAAM 5A83样品的微观结构及次级相均保持稳定；其中，UA-WAAM样品的硬度分布更为均匀。