近日，我院侯娟教授课题组在镁合金增材制造领域取得重要研究进展。相关成果以题为“Excellent strength-ductility synergy property of wire-arc additively manufactured Mg-Gd-Y-Zr alloy investigated by heat treatment”的论文发表于国际知名期刊《Journal of Magnesium and Alloys》（影响因子15.8，位列全球同学科首位，JCR一区、中科院一区Top期刊，连续入选“中国科技期刊卓越行动计划”领军期刊）。硕士研究生李家民为论文第一作者，侯娟教授为共同通讯作者，上海理工大学为第一通讯单位。
该研究以GW63K (Mg-6.54Gd-3.93Y-0.41Zr, wt.%) 合金丝材为原料，采用电弧熔丝增材制造(WAAM)技术制备薄壁构件。研究采用多尺度组织表征技术，系统阐明了沉积态及后续热处理过程中的微观组织演变规律，并深入比较了热处理对沉积态合金强塑性协同性能的影响。结果表明：沉积态GW63K试样主要由细小的等轴α-Mg晶粒及Mg24(Gd,Y)5相组成。经优化的固溶热处理在保持晶粒尺寸稳定的同时，有效固溶了晶界处的Mg24(Gd,Y)5共晶相，从而显著提升了材料塑性，其延伸率由沉积态的13.7%提高至26.6%。随后的峰时效处理使合金强度显著提升至370 MPa，远高于沉积态样品(267 MPa)。研究所获得的优异强塑性协同效应主要归因于细小组织带来的细晶强化效应以及致密β'析出相产生的沉淀强化作用。
侯娟教授课题组进一步将该研究的力学性能与国内外文献报道的熔丝增材制造高稀土镁合金进行了对比。结果显示，本研究中T6态试样同时实现了约360 MPa的抗拉强度和接近8%的延伸率，在强度与塑性的综合表现上显著优于现有文献报道结果。这一卓越的力学性能证实，结合适宜的热处理工艺，WAAM技术能够有效突破传统高稀土镁合金的性能权衡限制，为其熔丝增材制造技术的应用推广奠定了重要基础。
熔丝增材制造高稀土镁合金沉积态样品微观组织
本研究和文献报道的WAAM制备镁合金的YS和EL进行比较
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jma.2025.03.026
课题组主页：https://chxy.usst.edu.cn/2020/0630/c10587a224493/page.htm