小编导读

传统方法制备的铜-铝（Cu-AI）合金铸造性能差，线性收缩倾向大，容易产生热裂纹。而利用线弧增材制造（WAAM）工艺生产的铜-铝合金没有热裂纹问题。来自温州大学机电工程学院、俄罗斯Samara国立研究大学金属技术与航空材料系以及俄罗斯科学院西伯利亚分院的多位研究人员在期刊Materials Highlights (ISSN: 2666-4933)上合作发表了题为“Microstructure and Mechanical Properties of Cu–Al Alloy Deposited by Additive Manufacturing”的文章，对增材制造铜-铝合金的微观结构和力学性能进行了研究分析。

要点介绍

线弧增材制造（WAAM）是一种新的制造技术，它提高了材料利用率，节省了交货期和成本，有利于制造大型金属部件。铜-铝合金铸造性能差，容易产生热裂纹。相比之下，WAAM生产的Cu–Al合金没有热裂纹问题。然而，目前对WAAM工艺制备的Cu-Al合金中微合金元素的分布、金属间相的形成等微观组织还未见分析报告。

本文采用线弧增材工艺制备了含少量Si（质量分数为1.3%）和少量Mn（质量分数为0.8%）的Cu-4.9%Al合金。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其微观结构进行了研究。结果表明，铝在中间层（即沉积层内部）富集，而硅和锰在边界层（即沉积层的边界）富集。力学性能研究表明合金具有良好的强度和塑性。硅的加入有效地提高了合金的硬度和抗拉强度。

图1. 线弧增材制造（WAAM）设备。

表1. 线材成分（重量%）。

研究结论：研究了WAAM工艺制备的Cu-Al-Si合金的显微结构、物相特征和力学性能。研究结果表明：（1）Cu-Al-Si合金在沉积层内部和界面上表现出不同成分元素的富集。确定了金属间化合物相CuAl2和Mn5Si2第二相粒子的形成；(2）由于第二相粒子的形成，硅的加入提高了拉伸强度和屈服强度，也提高了硬度。

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原文信息

Y. Wang, S. Konovalov, X. Chen, Y. Ivanov, R. A. Singh, S. Jayalakshmi, X. Pan， "Microstructure and Mechanical Properties of Cu–Al Alloy Deposited by Additive Manufacturing", Materials Highlights, 2021, DOI: 10.2991/mathi.k.210318.001.

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