鎂合金作為最輕質(zhì)的金屬工程結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好、抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。ZM5鎂合金作為一種典型國產(chǎn)Mg-Al-Zn合金得到廣泛應(yīng)用， 如衛(wèi)星支架、飛機(jī)艙體隔框、機(jī)匣、殼體、輪轂等。

擠壓鑄造工藝：由于鎂合金的室溫塑性加工能力較差，鑄造過程易產(chǎn)生氣孔、夾雜、裂紋等鑄造缺陷，極大限制了鑄件的成材率，甚至無法滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。

選擇性激光熔化：鎂合金具有高反應(yīng)性和高氣化傾向，且鎂合金細(xì)粉末易燃易爆，成本高。

電弧增材制造技術(shù)能夠按照設(shè)計(jì)規(guī)劃的路徑逐層沉積成型，具有成型尺寸大、成本低、高質(zhì)量、高效率的優(yōu)點(diǎn)。

我們對ZM5鎂合金電弧增材樣塊內(nèi)部進(jìn)行著色探傷檢測，結(jié)果表明鎂合金沉積體內(nèi)部無氣孔、裂紋、未熔合等缺陷。

金相觀察結(jié)果：顯微組織為離異共晶組織，主要由固溶體α-Mg與晶間離異的共晶β-Mg17Al12相組成，呈不規(guī)則分布，主要在晶界附近。在電弧增材特殊的熱輸入影響下，析出的β-Mg17Al12相尺寸、分布與鑄態(tài)金屬不同，會有更加細(xì)小的α固溶體，同時晶界附近存在細(xì)小均勻分布的連續(xù)析出β相，產(chǎn)生彌散強(qiáng)化效果，從而提高力學(xué)性能。

力學(xué)拉伸試驗(yàn)結(jié)果：樣塊沉積態(tài)的抗拉強(qiáng)度、塑性延伸強(qiáng)度、伸長率均高于《GB/T 1177-2018鑄造鎂合金》中ZM5鎂合金鑄件試樣的鑄態(tài)(F)力學(xué)性能要求。

綜上表明，采用電弧增材制造的ZM5鎂合金結(jié)構(gòu)，無內(nèi)部缺陷，力學(xué)性能優(yōu)于鑄件，可制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)，同時效率高成本低，可應(yīng)用于航空、航天、船舶、核電等大型構(gòu)件的快速制造。