01 Artigo Introdução A fabricação aditiva de arco de arame (WAAM) de ligas de magnésio de baixo-custo tem sido limitada há muito tempo pela resistência insuficiente, principalmente devido à dificuldade em produzir arames especializados com alto teor de liga. Este estudo propõe uma estratégia de liga de fio duplo-WAAM (laser-DWAAM) in{6}}assistida por laser, produzindo com sucesso uma liga de Mg-9Al-0,4Zn (AZ90) altamente envelhecida-endurecível por meio da fusão do fio principal à base de magnésio AZ31-com fio auxiliar de alumínio puro. A liga AZ90 otimizada, após tratamento de envelhecimento, alcançou um aumento de resistência ao escoamento (YS) de cerca de 80 MPa, atingindo finalmente propriedades abrangentes de YS maiores ou iguais a 185 MPa, resistência à tração final (UTS) maior ou igual a 335 MPa e alongamento (EL) maior ou igual a 7%, estabelecendo o maior recorde de resistência para as ligas de magnésio da série WAAM AZ conhecidas até o momento. O mecanismo de fortalecimento do núcleo reside na formação de precipitados de Mg17Al12 de alta-densidade e multi{25}}escala -Mg17Al12, especialmente aqueles com orientações não{30}}basais (ângulos de ~35 graus e 90 graus em relação ao plano basal), que podem fixar o deslizamento da luxação basal com uma eficiência muito maior do que a dos precipitados basais. Este trabalho abre um novo caminho para a fabricação aditiva de ligas de magnésio com alto teor de liga.
02 Visão geral do texto completo As ligas de magnésio têm importância estratégica significativa no setor aeroespacial devido à sua baixa densidade e alta resistência específica. A tecnologia WAAM, com sua alta eficiência de deposição e excelente segurança, é considerada o método preferido para a fabricação de componentes grandes e complexos de liga de magnésio. No entanto, as aplicações WAAM atuais concentram-se principalmente em ligas de magnésio de baixa{3}}liga, como Mg-3Al-1Zn (AZ31), cuja resistência é insuficiente para requisitos de alto-desempenho. Aumentar o teor de alumínio é uma maneira eficaz de aumentar a resistência, mas ligas de alto-alumínio têm baixa plasticidade, dificultando a produção de fios de soldagem qualificados. Para superar esse gargalo do fio de soldagem, este estudo desenvolveu uma técnica de liga de co-co-fusão in-situ de fio duplo-assistida por laser, contornando o desafio de produzir fios de soldagem de alta liga, e alcançou a fabricação da liga AZ90 com a composição alvo por meio do controle preciso da poça fundida.
No entanto, o WAAM bimetálico enfrenta desafios: diferenças nas propriedades físicas de diferentes materiais (como pontos de fusão) podem levar à transferência instável de gotículas, resultando em defeitos como falta de homogeneidade de composição e porosidade. Este estudo introduz de forma inovadora um campo de energia híbrido de arco-laser, com o objetivo de estabilizar a transferência de gotículas, melhorar a dinâmica do banho de fusão para promover a homogeneização da composição e, simultaneamente, mitigar a formação de defeitos. Por meio de experimentos sistemáticos e análise de micro{3}}mecanismos, este trabalho alcança com sucesso a fabricação in-in situ altamente homogeneizada e com baixos-defeitos da liga AZ90 e se concentra em elucidar a relação quantitativa entre a microestrutura após o envelhecimento, o fortalecimento e as propriedades mecânicas, fornecendo tecnologias importantes e orientação teórica para a fabricação controlável de ligas de magnésio WAAM de alto-desempenho.
A Figura 3 ilustra a comparação da macroestrutura e da qualidade interna das camadas depositadas em processos WAAM de fio duplo-assistidos por laser e não-assistidos-de fio duplo-(Laser-DWAAM e não-laser DWAAM). As amostras não assistidas por-laser- exibiram saliências óbvias no início do arco, e as micrografias ópticas da seção-transversal mostraram numerosos poros ao longo da direção de deposição; em contraste, as amostras-de laser DWAAM tinham espessura de parede uniforme e quase nenhum poro visível na seção-transversal. Essa diferença demonstra intuitivamente a vantagem significativa da introdução da sinergia do laser: a assistência do laser estabiliza significativamente o comportamento de transferência de gotículas e melhora efetivamente a qualidade e a uniformidade da deposição, estabelecendo uma base para a fabricação de materiais de alto-desempenho.
