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Microstructure, residual stress and tensile properties control of wire-arc additive manufactured 2319 aluminum alloy with laser shock peening

材料科学 微观结构 残余应力 极限抗拉强度 喷丸 冶金 合金 激光喷丸 粒度 喷丸 复合材料
作者
Rujian Sun,Liuhe Li,Ying Zhu,Wei Guo,Peng Peng,Baoqiang Cong,Jianfei Sun,Zhigang Che,Bo Li,Chao Guo,Lei Liu
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier]
卷期号:747: 255-265 被引量:223
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2018.02.353
摘要

Wire-arc additive manufacturing can fabricate components with complex geometries efficiently compared with other manufacturing methods. However, the uncontrolled grain size and tensile residual stress in as-fabricated components have limited their applications. In this study, laser shock peening, an innovative surface treatment technique, was specially-combined with wire-arc additive manufacturing to refine microstructure, modify stress state and enhance tensile properties of as-printed 2319 aluminum alloy. After peening, the average grain size decreased from 59.7 μm to 46.7 μm, and the percentage of grains with low angle boundaries increased from 34% to 70%. High density of dislocations and mechanical twins were generated and resulted in the increase of micro-hardness. Residual stresses were modified from tensile to compressive state with a maximum value around 100 MPa. Yield strength was remarkably increased by 72%. This combined printing and peening manufacturing strategy provides microstructure and quality control of manufactured components for practical applications.
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