01 Article Introduction La fabrication additive à l'arc filaire (WAAM) d'alliages de magnésium à faible coût-a longtemps été limitée par une résistance insuffisante, principalement en raison de la difficulté de produire des fils spécialisés à forte teneur en alliages. Cette étude propose une stratégie d'alliage in situ-double-fil WAAM (laser-DWAAM) in-assistée par laser, produisant avec succès un alliage de Mg-9Al-0,4Zn (AZ90) hautement durcissable par vieillissement en fusionnant un fil principal à base de magnésium AZ31-avec un fil auxiliaire en aluminium pur. L'alliage AZ90 optimisé, après traitement de vieillissement, a atteint une augmentation de la limite d'élasticité (YS) d'environ 80 MPa, atteignant finalement des propriétés complètes de YS supérieures ou égales à 185 MPa, une résistance à la traction ultime (UTS) supérieure ou égale à 335 MPa et un allongement (EL) supérieur ou égal à 7 %, établissant le record de résistance le plus élevé pour les alliages de magnésium de la série WAAM AZ connus à ce jour. Le mécanisme de renforcement central réside dans la formation de précipités -Mg17Al12 multi-échelles à haute densité -, en particulier ceux avec des orientations non -basales (angles d'environ 35 degrés et 90 degrés par rapport au plan basal), qui peuvent épingler le glissement de luxation basale avec une efficacité bien supérieure à celle des précipités basaux. Ces travaux ouvrent une nouvelle voie pour la fabrication additive d’alliages de magnésium à haute teneur en alliages.
02 Texte intégral Aperçu Les alliages de magnésium revêtent une importance stratégique significative dans le secteur aérospatial en raison de leur faible densité et de leur résistance spécifique élevée. La technologie WAAM, avec son efficacité de dépôt élevée et son excellente sécurité, est considérée comme la méthode privilégiée pour fabriquer des composants volumineux et complexes en alliage de magnésium. Cependant, les applications WAAM actuelles se concentrent principalement sur les alliages de magnésium faiblement-tels que Mg-3Al-1Zn (AZ31), dont la résistance est insuffisante pour les exigences de performances-élevées. L'augmentation de la teneur en aluminium est un moyen efficace d'améliorer la résistance, mais les alliages à haute teneur en aluminium ont une faible plasticité, ce qui rend difficile la production de fils de soudage qualifiés. Pour surmonter ce goulot d'étranglement du fil de soudage, cette étude a développé une technique d'alliage in situ par cofusion de fils doubles-assistée par laser-, contournant le défi de la production de fils de soudage fortement alliés, et a réalisé la fabrication de l'alliage AZ90 avec la composition cible grâce à un contrôle précis du bain fondu.
Cependant, le WAAM bimétallique est confronté à des défis : les différences dans les propriétés physiques des différents matériaux (telles que les points de fusion) peuvent conduire à un transfert de gouttelettes instable, entraînant des défauts tels qu'une inhomogénéité et une porosité de composition. Cette étude introduit de manière innovante un champ d'énergie hybride laser-arc, visant à stabiliser le transfert de gouttelettes, à améliorer la dynamique du bain de fusion pour favoriser l'homogénéisation de la composition et à atténuer simultanément la formation de défauts. Grâce à des expériences systématiques et à l'analyse des micro-mécanismes, ce travail permet d'obtenir une fabrication in situ à faible-défauts et hautement homogénéisée-de l'alliage AZ90, et se concentre sur l'élucidation de la relation quantitative entre la microstructure après le vieillissement, le renforcement et les propriétés mécaniques, en fournissant des technologies clés et des conseils théoriques pour la fabrication contrôlable d'alliages de magnésium WAAM à haute-performance.
La figure 3 illustre la comparaison de la macrostructure et de la qualité interne des couches déposées sous des processus WAAM à double fil-assistés par laser-assistés par laser et non-laser-assistés (Laser-DWAAM et DWAAM non-laser). Les échantillons non-assistés par laser-présentaient des saillies évidentes au début de l'arc, et les micrographies optiques de la section transversale-montraient de nombreux pores le long de la direction du dépôt ; en revanche, les échantillons Laser-DWAAM avaient une épaisseur de paroi uniforme et presque aucun pores visibles dans la section transversale-. Cette différence démontre intuitivement l'avantage significatif de l'introduction de la synergie laser : l'assistance laser stabilise nettement le comportement de transfert des gouttelettes et améliore efficacement la qualité et l'uniformité du dépôt, jetant ainsi les bases de la fabrication de matériaux à haute performance.
