电弧振荡5183铝构件

强塑各向同性

电弧振荡引入互锁柱状晶网络，同时提升强度与各向同性，解决WAAM铝合金构件力学性能方向依赖问题。

Li, Zhiwei · Peisheng, Li · Zhenxing, Fan · Wenkang, Zhang · Huaqing, Shen · 张兆栋 · 刘力铭

Materials Characterization 2026

参数信息

抗拉强度（DD）

291 MPa

抗拉强度（BD）

282.5 MPa

延伸率（DD）

27.1 %

延伸率（BD）

27.2 %

显微硬度（DD）

72.0 HV0.2

显微硬度（BD）

73.4 HV0.2

孔隙率

0.46 %

抗拉强度各向异性

2.9 %

技术优势

各向异性大幅降低

电弧振荡产生的互锁柱状晶网络使DD和BD方向的拉伸强度、延伸率和硬度差异分别降至2.9%、0.9%和1.9%，实现近各向同性。

孔隙率下降且分布均匀

孔隙率从0.76%降至0.46%，且孔隙由层间聚集转变为基体中均匀弥散分布。

强度塑性同步提升

O-CMT样品在DD方向平均抗拉强度291 MPa、延伸率27.1%，BD方向282.5 MPa、27.2%，兼具高强度和高塑性。

应用场景

• 电弧增材制造：用振荡电弧突破逐层凝固导致的各向异性瓶颈，直接打印近各向同性铝合金构件。
• 铝合金增材构件：获得强度与塑性均匀的铝合金薄壁件，替代锻件用于承载结构。
• 高性能铝合金：在不改变成分的前提下提升5183合金的强塑性匹配，降低方向敏感性。