添加摩擦搅拌沉积的Al–Mg–Si合金的微观结构特征及原位裂纹形核

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Microstructure Characteristics and In-Situ Crack Nucleation in Additive Friction Stir Deposited Al–Mg–Si Alloy

采用固态增材制造技术AFSD打印AA6061-T6铝合金层状结构，显微分析显示剪切晶格织构，硬度50-54HV，拉伸强度103±6MPa与块体材料一致。润滑涂层使沿 build 方向的延伸率降低50%，而垂直 build 方向延伸率提升40%，揭示层状结构各向异性变形特性。

　　

摘要

采用一种名为“摩擦搅拌沉积”（AFSD）的固态增材制造（AM）技术，将铝合金（AA6061-T6）3D打印成盒状结构。宏观结构呈现出明显的层状形态，通过电子背散射衍射分析观察到的微观纹理显示出晶体结构的剪切特征。沉积层的硬度值在50至54 HV之间。通过基于轮廓测量的压痕试验评估的抗拉性能显示，平均屈服强度为103±6 MPa，这与整体抗拉试验的结果非常吻合。此外，还采用了原位测试结合数字图像相关（DIC）技术来研究沉积过程中使用的润滑剂对裂纹萌生和应变局部化的影响。沿构建方向测试的样品在无润滑涂层的情况下，其伸长率比有润滑涂层的样品高50%；然而，沿构建方向测试的样品的最大伸长率比垂直于构建方向测试的样品低约40%。这些观察结果突显了由AFSD产生的层状微观结构所导致的各向异性变形特性。