journal article·2021-07

Additive Manufacturing of Aluminum‐Based Metal Matrix Composites—A Review

Shengyang Tang, Raghunandan Ummethala, Challapalli Suryanarayana, Jürgen Eckert, Konda Gokuldoss Prashanth, Zhi Wang

Advanced Engineering Materials· Volume 23· Issue 7
Publisher page

Abstract

Al‐based metal matrix composites (AMMCs) have found enormous applications in the aerospace, automobile, and other structural applications. Compared with the conventional processes such as casting and powder metallurgy, AMMCs processed by additive manufacturing show a significant difference between microstructure and properties. This work presents the achievements of AMMCs fabricated by additive manufacturing in recent years, which is divided into six sections. Starting with the introduction, this work focuses on different fabrication methods such as composite powders and bulk material production. This is followed by discussing the microstructure in relation to the typical reinforcements and matrices, interface, and defects, and emphasizes the advantages and disadvantages compared with the unreinforced counterparts. The fourth part summarizes the recently obtained mechanical properties and the fifth part discusses the possible strengthening mechanisms and their connection with the mechanical properties. The last part is devoted to concluding the advantages, limitation, and outlook of the additively manufactured AMMCs. This review will provide a comprehensive picture of the processing–microstructure–property‐strengthening mechanisms correlation of these composites.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Additive Manufacturing and 3D Printing Technologies · Additive Manufacturing Materials and Processes · Aluminum Alloys Composites Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Guangdong Key Laboratory for Processing and Forming of Advanced Metallic Materials South China University of Technology Guangzhou 510640 China

National Engineering Research Center of Near-Net-Shape Forming for Metallic Materials School of Mechanical and Automotive Engineering South China University of Technology Guangzhou 510640 China

Department of Metallurgical ang Materials Engineering National Institute of Technology 534101 Andhra Pradesh India

Department of Mechanical and Aerospace Engineering University of Central Florida Orlando FL 32816-2450 USA

Department of Materials Science Montanuniversität Leoben Jahnstraße 12 A-8700 Leoben Austria

Erich Schmid Institute of Materials Science Austrian Academy of Sciences Jahnstraße 12 A-8700 Leoben Austria

CBCMT School of Mechanical Engineering Vellore Institute of Technology Vellore 632014 Tamil Nadu India

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1038/am.2015.12910.1038/am.2015.129 ↗
2. 10.1080/10408436.2018.148555010.1080/10408436.2018.1485550 ↗
3. 10.1016/j.jallcom.2013.04.19010.1016/j.jallcom.2013.04.190 ↗
4. 10.1016/j.jallcom.2013.10.21510.1016/j.jallcom.2013.10.215 ↗
5. 10.1016/j.actamat.2009.01.01010.1016/j.actamat.2009.01.010 ↗
6. 10.1016/j.jallcom.2014.12.25410.1016/j.jallcom.2014.12.254 ↗
7. 10.1016/j.msea.2018.07.08210.1016/j.msea.2018.07.082 ↗
8. 10.1002/adem.20180124410.1002/adem.201801244 ↗
9. 10.1016/j.scriptamat.2011.03.02410.1016/j.scriptamat.2011.03.024 ↗
10. 10.1108/RPJ-06-2015-007810.1108/RPJ-06-2015-0078 ↗
11. 10.1007/s00170-011-3443-y10.1007/s00170-011-3443-y ↗
12. 10.1016/j.jallcom.2017.11.02010.1016/j.jallcom.2017.11.020 ↗
13. 10.1016/j.msea.2014.01.01210.1016/j.msea.2014.01.012 ↗
14. 10.1016/j.jallcom.2018.03.06210.1016/j.jallcom.2018.03.062 ↗
15. 10.1016/j.jallcom.2019.06.27410.1016/j.jallcom.2019.06.274 ↗
16. 10.1016/j.matdes.2018.03.02510.1016/j.matdes.2018.03.025 ↗
17. Zhang L. · Adv. Eng. Mater. · 2015 · 18
18. 10.1016/j.actamat.2016.04.02910.1016/j.actamat.2016.04.029 ↗
19. 10.1016/j.jmst.2020.05.05210.1016/j.jmst.2020.05.052 ↗
20. Wang Z. · NPG Asia Mater. · 2020 · 12
21. 10.1007/s00170-014-6150-710.1007/s00170-014-6150-7 ↗
22. 10.1016/j.jmst.2015.08.00710.1016/j.jmst.2015.08.007 ↗
23. 10.1016/j.msea.2019.13816610.1016/j.msea.2019.138166 ↗
24. 10.1016/j.msea.2019.06.00110.1016/j.msea.2019.06.001 ↗
25. 10.1016/j.optlastec.2018.01.00510.1016/j.optlastec.2018.01.005 ↗
26. 10.1016/j.jallcom.2012.06.09710.1016/j.jallcom.2012.06.097 ↗
27. 10.1016/j.jmst.2020.06.05310.1016/j.jmst.2020.06.053 ↗
28. 10.1016/j.matlet.2017.09.01110.1016/j.matlet.2017.09.011 ↗
29. 10.1016/j.msea.2015.03.03910.1016/j.msea.2015.03.039 ↗
30. 10.1016/j.matdes.2018.06.02910.1016/j.matdes.2018.06.029 ↗
31. Xi L. · J. Alloys Compd. · 2019
32. Shen J. · Mater. Sci. Eng. Powder Metall. · 2020 · 25 · 251
33. Ouyang S. · Mater. Sci. Eng. Powder Metall. · 2020 · 25 · 197
34. Xia C. · Foundry Technol. · 2020 · 41 · 1011
35. Liu Y. · Heat Treatment Met. · 2020 · 45 · 56
36. 10.1016/j.msea.2014.12.03610.1016/j.msea.2014.12.036 ↗
37. 10.1016/j.intermet.2013.11.01210.1016/j.intermet.2013.11.012 ↗
38. 10.1016/j.ijmachtools.2018.06.00310.1016/j.ijmachtools.2018.06.003 ↗
39. 10.1016/j.actamat.2014.05.02210.1016/j.actamat.2014.05.022 ↗
40. Yan X. · Surf. Coat. Technol. · 2018
41. 10.1016/j.compstruct.2018.03.00810.1016/j.compstruct.2018.03.008 ↗
42. 10.1016/j.matdes.2018.01.06110.1016/j.matdes.2018.01.061 ↗
43. 10.1016/j.powtec.2016.12.07310.1016/j.powtec.2016.12.073 ↗
44. 10.1016/j.jmatprotec.2015.02.01010.1016/j.jmatprotec.2015.02.010 ↗
45. 10.1016/j.matdes.2020.10914710.1016/j.matdes.2020.109147 ↗
46. 10.1016/j.actamat.2014.05.02210.1016/j.actamat.2014.05.022 ↗
47. 10.1016/j.matdes.2018.07.03010.1016/j.matdes.2018.07.030 ↗
48. 10.1016/j.acme.2018.05.00110.1016/j.acme.2018.05.001 ↗
49. 10.1016/j.optlastec.2016.01.01010.1016/j.optlastec.2016.01.010 ↗
50. 10.1016/j.jmapro.2020.02.03610.1016/j.jmapro.2020.02.036 ↗
51. 10.1016/j.jmrt.2020.10.01410.1016/j.jmrt.2020.10.014 ↗
52. 10.1016/j.jallcom.2019.15296210.1016/j.jallcom.2019.152962 ↗
53. 10.3390/app703025010.3390/app7030250 ↗
54. X. P.Li G.Ji Z.Chen A.Addad Y.Wu H. W.Wang J.Vleugels J.Van Humbeeck J. P.Kruth 2017 129 183.10.1016/j.actamat.2017.02.062 ↗
55. 10.1016/j.msea.2010.03.10810.1016/j.msea.2010.03.108 ↗
56. 10.1002/adem.20160083510.1002/adem.201600835 ↗
57. 10.1016/S0079-6425(99)00010-910.1016/S0079-6425(99)00010-9 ↗
58. 10.1557/jmr.2015.32610.1557/jmr.2015.326 ↗
59. 10.3390/met710042510.3390/met7100425 ↗
60. 10.3390/ma501000110.3390/ma5010001 ↗
61. 10.1016/j.jallcom.2008.10.05510.1016/j.jallcom.2008.10.055 ↗
62. 10.1016/j.jmatprotec.2020.11661810.1016/j.jmatprotec.2020.116618 ↗
63. 10.1016/j.pmatsci.2012.10.00110.1016/j.pmatsci.2012.10.001 ↗
64. 10.1016/j.msea.2017.05.06110.1016/j.msea.2017.05.061 ↗
65. 10.1016/j.powtec.2016.04.01510.1016/j.powtec.2016.04.015 ↗
66. 10.1016/j.scriptamat.2014.10.01110.1016/j.scriptamat.2014.10.011 ↗
67. 10.1016/j.jallcom.2015.12.12610.1016/j.jallcom.2015.12.126 ↗
68. 10.1016/j.pmatsci.2017.10.00110.1016/j.pmatsci.2017.10.001 ↗
69. 10.1016/S1003-6326(20)65357-210.1016/S1003-6326(20)65357-2 ↗
70. Wang Z. · Materials (Basel). · 2020 · 13 · 1
71. 10.1002/adem.20170084210.1002/adem.201700842 ↗
72. 10.1007/978-3-319-58205-410.1007/978-3-319-58205-4 ↗
73. Yue H. · 2019
74. Tang H. · Mater. China · 2015 · 34 · 225
75. 10.1007/s11661-010-0388-y10.1007/s11661-010-0388-y ↗
76. Gaytan S. M. · Mater. Sci. Appl. · 2011 · 02 · 355
77. 10.1016/j.actamat.2013.10.01710.1016/j.actamat.2013.10.017 ↗
78. 10.1016/j.msea.2007.07.01210.1016/j.msea.2007.07.012 ↗
79. 10.1016/j.actamat.2009.11.03210.1016/j.actamat.2009.11.032 ↗
80. 10.1016/j.actamat.2011.03.03310.1016/j.actamat.2011.03.033 ↗
81. 10.1016/j.msea.2011.03.05310.1016/j.msea.2011.03.053 ↗
82. 10.1243/09544054JEM43810.1243/09544054JEM438 ↗
83. 10.1002/latj.20139000110.1002/latj.201390001 ↗
84. 10.1179/1753555715Y.000000007810.1179/1753555715Y.0000000078 ↗
85. 10.1007/s11661-009-0007-y10.1007/s11661-009-0007-y ↗
86. 10.1016/j.msea.2011.10.04310.1016/j.msea.2011.10.043 ↗
87. Wang M. · J. Alloys Compd. · 2019 · 810
88. 10.1016/j.compositesb.2017.06.02610.1016/j.compositesb.2017.06.026 ↗
89. 10.1016/j.powtec.2016.12.07910.1016/j.powtec.2016.12.079 ↗
90. 10.3390/met611028610.3390/met6110286 ↗
91. 10.1177/002199831664925110.1177/0021998316649251 ↗
92. 10.1016/j.surfcoat.2015.04.02910.1016/j.surfcoat.2015.04.029 ↗
93. 10.1002/adem.20110015110.1002/adem.201100151 ↗
94. 10.1016/j.powtec.2012.07.06110.1016/j.powtec.2012.07.061 ↗
95. 10.1016/j.matdes.2015.05.04110.1016/j.matdes.2015.05.041 ↗
96. 10.1016/j.jallcom.2019.15298010.1016/j.jallcom.2019.152980 ↗
97. 10.1016/j.ijmachtools.2015.10.00410.1016/j.ijmachtools.2015.10.004 ↗
98. 10.1016/j.matlet.2018.10.12610.1016/j.matlet.2018.10.126 ↗
99. 10.1016/j.jmatprotec.2020.11661810.1016/j.jmatprotec.2020.116618 ↗
100. 10.1016/j.compositesb.2018.08.10810.1016/j.compositesb.2018.08.108 ↗