Al-Zn-Mg-Cu合金（7xxx系铝合金）是飞机、火箭、飞船等天装备结构使用的关键材料，其中600 MPa以上的超高强铝合金能显著降低结构重量和占比，轻量化效果显著。然而现有的7xxx系铝合金在熔化焊过程中极易产生热裂纹缺陷，被认为“不可焊”。使用现有的铝合金丝材进行电弧增材制造（WAAM），很难获得无裂纹的超高强铝合金构件。

　　本研究通过设计优化7xxx系铝合金丝材的化学成分，添加孕育剂Sc、Zr元素，优化熔炼工艺，开发了一种适用于WAAM工艺的新型超高强度Al-Zn-Mg-Cu-Sc铝合金丝材，命名为7B55-Sc。采用CMT工艺成功制备出无裂纹的铝合金构件，经过T6热处理后，WAAM 7B55-Sc铝合金的抗拉强度达到了618 MPa，首次突破了600 MPa的强度级别。凝固时形成的初生微米级的Al3Sc、Al3(Sc,Zr)颗粒在WAAM过程中作为非均质形核核心，促进了细小等轴晶组织的形成；而经T6热处理后，晶内析出大量的与基体保持共格关系的GP区、 ′ 相和Al3(Sc,Zr)纳米颗粒是WAAM 7B55-Sc铝合金具有超高强度的主要原因。

　　另外，由于高含量Zn、Mg元素的添加，气孔缺陷是7xxx系WAAM铝合金面临的主要问题，严重影响其力学性能，特别是疲劳性能。迄今为止，对于消除WAAM构件中的孔隙仍没有有效的解决方案。本研究采用WAAM+层间搅拌摩擦加工(FSP)复合增材制造工艺，成功制造了厚壁7B55-Sc铝合金部件，WAAM引起的孔隙缺陷在FSP搅拌区(SZ)完全消失，原有的连续晶界共晶组织被打碎并沿晶界弥散分布。SZ中的晶粒也进一步细化，平均尺寸约为1.1 m。水平和垂直方向的强度和延伸率较WAAM 7B55-Sc均有大幅提高，尤其是水平方向抗拉强度和延伸率分别达到511？MPa和14.6%。WAAM+FSP处理的7B55-Sc样品的疲劳强度比WAAM态提高81%，垂直方向疲劳强度达到170 MPa。

　　该研究成果有助于实现航空航天领域大尺寸、超高强度铝合金部件的快速增材制造需求。详细内容请参考文献J. Mater. Process. Technol. 322 (2023) 118173; J. Mater. Sci. Technol. 149 (2023) 56-66; J. Mater. Res. Technol. 24 (2023) 1663-1678。