金属学报

作者：韩启飞, 狄兴隆, 郭跃岭, 叶水俊, 郑元翾, 刘长猛

单位：北京理工大学 机械与车辆学院 北京 100081

关键词：电弧熔丝增材制造,双金属件,组织,强化机理,

基金：国防基础科研计划项目(JCKY2023602B012)

传统工艺制备Mg/Mg双金属件流程复杂、成形效率低，电弧熔丝增材制造(WAAM)在提高大尺寸双金属件成形效率方面具有技术优势。为提高大尺寸Mg/Mg双金属件的成形效率和界面性能，本工作采用WAAM技术制备了Mg-Al-Si/Mg-Gd-Y-Zn双金属薄壁，研究了双金属件的宏观形貌、微观组织、显微硬度和力学性能。结果表明，该双金属件通过WAAM实现了良好的界面结合，双金属的界面为厚度约1.4 mm的过渡区。EPMA结果表明，过渡区内形成了成分梯度，从Mg-Al-Si合金侧到Mg-Gd-Y-Zn合金侧，Al和Si元素的含量逐渐降低，而Gd、Y和Zn元素的含量逐步增加。根据非平衡凝固相图和微观组织分析，双金属件由3个区域组成，分别是存在汉字状Mg2Si相的Mg-Al-Si区，具有粒状Mg2Si相、Mg3(Gd, Y)相及Mg5(Gd, Y)相的过渡区和以Mg12Zn(Gd, Y)相为主的Mg-Gd-Y-Zn合金区。自Mg-Al-Si侧向Mg-Gd-Y-Zn侧，过渡区内的显微硬度从57 HV0.5连续增加到90 HV0.5。室温拉伸结果表明，双金属的强度接近Mg-Al-Si合金，极限抗拉强度和屈服强度分别为236.8和102.2 MPa，延伸率和加工硬化指数接近Mg-Gd-Y-Zn合金，分别为11.0%和0.323。WAAM Mg-Al-Si/Mg-Gd-Y-Zn双金属件的断裂位置位于过渡区，Mg-Al-Si合金的断裂机制以韧性断裂为主，而双金属和Mg-Gd-Y-Zn合金的断裂机理均为准解理断裂。

来源：2025年第2期

《金属学报》期刊编辑部

查看金属学报杂志2025年第2期