鎂稀土合金是通過(guò)添加稀土元素，如Gd、Y、Nd等，利用其形成的高溫穩(wěn)定相，以及在鎂合金中的固溶度變化，通過(guò)固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、時(shí)效沉淀強(qiáng)化及細(xì)晶強(qiáng)化來(lái)提高鎂合金的力學(xué)性能，特別是高溫力學(xué)性能，形成的高溫穩(wěn)定相在高溫條件下可有效釘扎合金顯微組織晶界，從而獲得遠(yuǎn)普通鎂合金的耐熱性能和使用溫度范圍。

常用鎂稀土合金的應(yīng)用：如WE43、VW94常用變形鎂合金，WE43室溫強(qiáng)度達(dá)340MPa，250℃高溫強(qiáng)度可達(dá)275MPa，主要用于衛(wèi)星支架、橫梁，導(dǎo)彈的殼體及艙內(nèi)結(jié)構(gòu)件等，中鋁輕研合金已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

隨著我國(guó)對(duì)新一代武器裝備減重的迫切需求，材料設(shè)計(jì)者不斷希望得到強(qiáng)度、重量極輕、耐熱溫度更高的結(jié)構(gòu)材料。由于WE43鎂合金棒鎂合金的高比強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，在航空航天和武器裝備有重大的應(yīng)用意義；同時(shí)部分鎂合金制成的零部件還承受空間溫度的變化，需要很好的耐熱性。在用于制造以上零部件的材料中，鎂稀土合金具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐熱的綜合性能特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于軍工領(lǐng)域。

來(lái)自麻省理工的研究人采用SLM技術(shù)進(jìn)行了WE43鎂合金棒的增材制造。并對(duì)沉積態(tài)、熱等靜壓和熱處理后的組織和機(jī)械性能以及腐蝕性能進(jìn)行了對(duì)比研究。SLM沉積態(tài)的組織得到細(xì)化，優(yōu)化SLM工藝參數(shù)之后進(jìn)行熱等靜壓，其缺陷率小于0.1%。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明SLM制造的WE43鎂合金棒比鑄造態(tài)更易腐蝕。這是因?yàn)楦患烁籞r氧化物的原因且均勻分布，同時(shí)由于SLM的快速冷卻改變了固溶的基材的組織。氧化物顆粒主要來(lái)自粉末。結(jié)果表明SLM制造的Mg合金性能可以得到增強(qiáng)，只要對(duì)粉末的粉末特征能夠更加充分的理解和控制。

美陸軍實(shí)驗(yàn)室與中佛羅里達(dá)大學(xué)開(kāi)展合作研究，對(duì)WE43鎂合金的增材制造工藝進(jìn)行了優(yōu)化。WE43是一種高強(qiáng)度、高抗蠕變的鑄造鎂合金，可在300℃的溫度下使用，具有良好的機(jī)械性能和的耐腐蝕性，但該材料以往難以成功實(shí)現(xiàn)3D打印。研究人員通過(guò)優(yōu)化激光粉末床熔化工藝，成功獲得了全致密（>99%）的3D打印件，并通過(guò)改變單元晶格類型、支桿直徑和單元晶格數(shù)量，研究了24種不同微晶格的結(jié)構(gòu)、壓縮屬性和斷裂模式。該實(shí)驗(yàn)室還將進(jìn)一步評(píng)估WE43的高應(yīng)變率和彈道性能，尋找適合的應(yīng)用并開(kāi)展演示驗(yàn)證，如超輕無(wú)人機(jī)系統(tǒng)和無(wú)人車輛組件。該研究有望推動(dòng)武器系統(tǒng)輕量化，減輕士兵負(fù)擔(dān)，提高燃料效率，提升任務(wù)效能。

純鎂由于其強(qiáng)度太低而很少被直接使用，在增材制造中常用鎂合金按牌號(hào)分為 AZ系列（AZ31， AZ61，AZ80，AZ91），ZK系列（ZK60，ZK61），WE系列（WE43，WE54，WE93）。

AZ系列（Mg-Al-Zn）鎂合金是以 Mg-Al系鎂合金為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的，適量的Zn元素添加可以提升試件的抗蠕變性能并減輕鎂合金中的 Fe、Ni等雜質(zhì)元素對(duì)腐蝕性能所造成的不利影響，具有均衡的力學(xué)性能和一定的耐腐蝕能力，是目前在增材制造研究中應(yīng)用廣泛的鎂合金。

ZK系列（Mg-Zn-Zr）鎂合金是在Mg-Zn系鎂合金的基礎(chǔ)上添加Zr元素發(fā)展而來(lái)，研究表明鎂中添加Zr元素后可以有效的細(xì)化晶粒，且有著較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，提升鎂合金的力學(xué)性能，是一種很有研究前景的生物醫(yī)用材料。

WE（Mg-RE）系列鎂合金屬于稀土鎂合金，添加稀土元素的鎂合金在室溫下表現(xiàn)出良好的抗蠕變性能和拉伸性能。然而，稀土元素成本較高，目前對(duì)增材制造的研究主要集中在 AZ系鎂合金，對(duì)其他系合金尤其是稀土鎂合金的增材制造研究較少，開(kāi)發(fā)低成本、的稀土鎂合金對(duì)鎂合金增材制造的研究具有重要意義。

FLD實(shí)驗(yàn)的困難和費(fèi)時(shí)特性要求對(duì)FLD進(jìn)行數(shù)值測(cè)定。M-K理論是計(jì)算成形極限的的不穩(wěn)定性理論之一，并在多年來(lái)得到進(jìn)一步發(fā)展。結(jié)合M-K理論的結(jié)晶塑性方法被廣泛應(yīng)用于面心立方(FCC)和體心立方(BCC)板材的成形極限分析。熱變形中的DRX建模已經(jīng)有了一些研究，這些研究通過(guò)耦合晶體塑性集成了力學(xué)響應(yīng)、微觀組織演變和織構(gòu)發(fā)展的模擬。在他們的工作中，也實(shí)施了伴隨DRX的超塑性機(jī)制，并評(píng)估了WE43合金在550 K以上由大量非常小的核引起的另外明顯的應(yīng)力軟化。然而，到目前為止，基于晶體塑性的FLD預(yù)測(cè)還沒(méi)有將DRX作為一個(gè)操作機(jī)制，將退火效應(yīng)作為一個(gè)影響因素。

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  鈹銅絲

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