آلیاژهای منیزیم (Mg) ساخته شده با افزودنی کاربردهای گسترده ای در صنعت پزشکی به عنوان ایمپلنت های ارتوپدی و استنت های زیست پزشکی و در صنعت حمل و نقل/خودروسازی به دلیل وضعیت آنها به عنوان سبک ترین آلیاژهای فلزی ساختاری دارند.

قابلیت چاپ آلیاژهای منیزیم به دلیل سرعت اکسیداسیون بالا، تبخیر سریع و حساسیت به به دام افتادن گاز چالش برانگیز است. بر این اساس، ممکن است عیوب بسیاری در قطعات ساخته شده مانند ترک خوردگی و لایه لایه شدن، تخلخل و عدم همجوشی، تنش ها و اعوجاج پسماند/حرارتی، ریزساختار ناهمگن/ستونی، ناهمسانگردی در خواص مکانیکی/فیزیکی، آخال ها و عدم تعادل وجود داشته باشد.

پیشرفت‌های اخیر در کاربرد پرس ایزواستاتیک داغ (HIP)، عملیات انحلالی یا آنیل انحلالی و عملیات حرارتی پیر سازی وهمگن‌سازی ریزساختار و بهبود ساختار تمرکز کرده است. خواص مکانیکی/عملکردی آلیاژهای منیزیم برای اولین بار روش های ساخت اصلی ذوب لیزری انتخابی (SLM) از دسته فرآیندهای همجوشی بستر پودری (PBF) و همچنین تولید افزودنی سیم و قوس (WAAM) از دسته فرآیندهای رسوب مستقیم انرژی (DED) است. علاوه بر این، انطباق فناوری پردازش اصطکاکی اغتشاشی (FSP) در تولید افزودنی برای پالایش دانه از طریق تبلور مجدد دینامیکی (DRX) و بسته شدن نقص/منافذ (به دلیل اثرات پردازش ترمومکانیکی در دمای بالا)، تغییر شکل شدید پلاستیک ترکیبی (SPD) و پس پردازش حرارتی، هیبریداسیون ساخت افزودنی برای آلیاژهای منیزیم، و چشم انداز آینده خلاصه شده است.

کاهش وزن یک تقاضای بی‌وقفه در صنایع پزشکی، حمل‌ونقل، انرژی، معماری و فرآوری شیمیایی است، جایی که تلاش‌های قابل توجهی برای پایداری گزارش شده است. به عنوان مثال، کاهش مصرف و انتشار آلاینده‌ها از سوخت‌های فسیلی اولویت اصلی بخش حمل‌ونقل است. در پاسخ، فولادهای پیشرفته با استحکام بالا (AHSS) برای رسیدگی به مسائل ایمنی، مصرف سوخت و آلودگی زیست محیطی توسعه یافته اند. رویکرد دیگر استفاده از مواد سبک وزن مانند آلیاژهای فلزی غیرآهنی Mg، Al و Ti است که فرصتی برای برآورده ساختن وزن مورد نیاز برای اجزای ساختاری فراهم می‌کند. این آلیاژها علاوه بر افزایش سازگاری طراحی، استحکام ویژه بالایی را ارائه می‌دهند 5]. در مورد حمل و نقل، توسعه اتومبیل های الکتریکی یک پیشرفت بزرگ بود که به قطعات سبک وزن، به ویژه باتری ها وابسته است. مثال دیگر، ایمپلنت های زیست پزشکی است که در آن آلیاژهای Ti و Mgalloys زیست تخریب پذیر اخیر در میان امیدوارکننده ترین مواد هستند. تولید افزودنی (AM) یا چاپ سه بعدی (3 بعدی) در مقیاس صنعتی مبتنی بر افزودن تدریجی لایه‌های نازک مواد از داده‌های 3D است که برای ساخت طیف وسیعی از هندسه‌های پیچیده با وضوح‌های پایین مفید است. ماده اولیه به شکل پودر، سیم، ورق، و منبع گرما مبتنی بر لیزر، پرتو الکترونی، قوس و اصطکاک است.

فرآیندهای AM را می توان به فرآیند های مبتنز بر جامد و فرآیندهای مبتنی بر مذاب مانند همجوشی بستر پودری (PBF) و رسوب انرژی هدایت شده (DED) تقسیم کرد.

در فرآیندهای PBF، انرژی حرارتی به طور انتخابی مناطق بستر پودر را ذوب می کند. در حالی که در فرآیندهای DED، انرژی حرارتی متمرکز، مواد را به صورت رسوب ذوب می کند.

AM ممکن است منجر به عیوب در قطعات ساخته شده مانند ترک خوردگی و لایه لایه شدن، تخلخل و عدم وجود عیوب همجوشی، تنش های باقیمانده/حرارتی و اعوجاج، ریزساختار ناهمگن/ستونی، ناهمسانگردی در خواص مکانیکی/فیزیکی، و اجزاء و فازهای غیرتعادلی شود. این امر مستلزم پردازش پس از قطعات است، که در آن

(I) عملیات حرارتی محلول / همگن سازی / پیرسازی

(II) تنش زدایی،

(III)پرس ایزواستاتیک داغ (HIP)

و (IV) پردازش حرارتی مکانیکی به عنوان نشان داده شده است.

مفیدترین عملیات حرارتی گروه I با همگن سازی ریزساختار، آنیل انحلالی برای انحلال فازها (مدت آن باید محدود باشد تا از رشد دانه ها جلوگیری شود)، و پیر سازی/رسوبی برای تشکیل رسوبات تقویت کننده سر و کار دارد.

گروه دوم برای یکسان سازی گرادیان تنش لازم است، که برای همگن سازی خواص و جلوگیری از اعوجاج/ترک خوردن ضروری است.

گروه III برای بستن منافذ و شکاف های ایجاد شده در مواد در شرایط دما/فشار بالا برای افزایش همگنی ریزساختار و تعادل کلی استحکام - شکل پذیری و استحکام خستگی استفاده می شود.

گروه IV مبتنی بر کاربرد فرآیندهای ترکیبی مکانیکی/حرارتی مانند FSP، فورج گرم و نورد گرم است که می‌تواند برای بسته شدن مؤثرتر عیوب، پالایش دانه و استفاده از پیش‌فرم آهنگری و متعاقب آن استفاده شود. اضافه شدن ویژگی ها توسط AM [21]. کار حاضر با سه گروه اول (I، II و III) سروکار دارد که به دلیل توسعه سریع در این زمینه، می‌توان آنها را به عنوان فرآیندهای عملیات حرارتی برای آلیاژهای فلزی ساختاری سبک وزن منیزیم طبقه‌بندی کرد.