综述：铝合金的增材摩擦搅拌沉积：一项重要综述

这篇综述全面探讨了增材摩擦搅拌沉积（AFSD）技术在铝合金加工中的应用，系统分析了工艺参数（如旋转速度、进给速率）、微观结构演变（动态再结晶、晶粒细化）与力学性能（硬度、疲劳寿命）的关系，并展望了其在修复、回收和复合材料领域的潜力。

　　

工艺原理与特性

增材摩擦搅拌沉积（AFSD）是一种固态增材制造技术，通过摩擦热和塑性变形实现铝合金的逐层沉积。其核心工艺参数包括工具转速（ω）、进给速度（v）和材料送丝速率（f），三者共同影响热输入和材料流动。与熔融基增材技术相比，AFSD避免了铝的固溶体开裂倾向，尤其适合高强铝合金（如AA7xxx系列）的加工。

微观结构演变

AFSD过程中，动态再结晶（DRX）主导晶粒细化，形成1-30μm的等轴晶。连续动态再结晶（CDRX）通过亚晶界转化为大角度晶界，而几何动态再结晶（GDRX）则通过晶界碎片化实现。热循环导致AA6xxx和AA7xxx合金中强化相（如β″-Mg₂Si、η'-MgZn₂）溶解或粗化，需通过沉积后热处理（PDHT）恢复。

力学性能调控

沉积态铝合金呈现力学性能梯度：顶部因热输入低而保留细晶强化，底部因多次热循环导致强度下降。PDHT可恢复AA6061的时效强化相，使屈服强度提升至300MPa以上。非热处理合金（如AA5083）则依赖晶界强化（霍尔-佩奇效应），沉积态硬度可达120HV。

特殊应用进展

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  修复技术：AFSD成功修复AA7075-T6的弹坑损伤，修复区疲劳寿命达原材料的90%。

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  回收利用：采用机加工废屑为原料，AFSD制备的AA6061回收件强度与原生材料相当，成本降低80%。

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  复合材料：添加20%月球壤的AA6061复合材料抗拉强度提升15%，但延伸率降至5%。

挑战与展望

当前AFSD面临沉积各向异性（构建方向强度降低30%）和残余应力（峰值达200MPa）等问题。未来需开发在线热管理技术，并探索机器学习优化工艺参数。该技术有望在航空航天大型构件制造中替代传统锻造工艺。

（注：全文数据与结论均引自原综述文献，未新增独立研究内容）