提高材料疲劳寿命的方法之一是提高材料强度。这通常是通过合金化来实现的。[3 – 6] 然而,一个主要缺点是,与低合金或非合金样品相比,合金含量较高的系统的腐蚀性能通常会变得更差。[7] 另一种提高强度的方法是细化晶粒。这种方法的优点是在不改变材料化学成分的情况下实现强度的提高。将晶粒尺寸减小到亚微米范围的特别有效的方法是剧烈的塑性变形工艺。[8 – 10] 在这些过程中,材料会受到高塑性变形,而不会改变材料的横截面形状。通过重复几次该工艺步骤,可以引入非常大量的塑性变形,从而在材料中引入新的位错。这些位错形成新的亚晶粒,由于能量最小化,亚晶粒通过进一步变形转变为大角度晶界。与粗晶粒 (CG) 材料相比,此类超细晶粒 (UFG) 材料的循环性能明显更佳。[10 – 13] 由于 UFG 材料的晶粒尺寸较小,因此通常用于适应 CG 材料疲劳过程中应变的位错排列和/或结构的发展受到阻碍。[14,15]
动态再结晶完成后,在附加塑性变形热的作用下,部分较大晶粒吞噬较小晶粒并融合为较大晶粒,导致晶粒长大。由于塑性变形热小于摩擦热输入,因此增加进给速率引起的晶粒尺寸增大较小。发生动态回复和连续动态再结晶,其特征是亚晶粒形成和大晶粒相变比例增加。随着应变的增加,大晶粒相变转变为大晶粒相变,大晶粒相变数量分数越大,表示再结晶程度越高。如图7所示,N0.1和NO.2的大晶粒相变数量分数大于NO.3,说明NO.1和NO.2的再结晶程度
摘要:叠加磁场影响增材制造金属部件的微观结构和力学性能。本文采用 0.2 T 静态磁场下的定向能量沉积技术制备了 Inconel 718 高温合金样品。提出了磁流体动力学一维模型来估算熔池内的流体流动。根据理论预测,施加磁场会使流体流量略有减少。结果表明,糊状区内估计的热电磁对流对亚晶粒尺寸的变化影响可以忽略不计,但足以减少难以溶解的富 Nb 相,从而将平均极限伸长率从 23% 提高到 27%。所得结果证实,外部静态磁场可以改变和提高增材制造材料的力学性能。
增材制造已从一种快速成型技术发展成为一种能够生产高度复杂零件的技术,而且这些零件的机械性能优于传统方法。利用激光加工金属粉末,可以加工任何类型的合金,甚至金属基复合材料。本文分析了激光粉末床熔合加工的 316L 不锈钢的拉伸和压缩响应。通过光学显微镜评估了所得的微观结构。关于机械性能,确定了屈服强度、极限拉伸强度、断裂前伸长率、抗压强度和显微硬度。结果表明,微观结构由堆叠的微熔池构成,由于高热梯度和凝固速度,熔池内形成了细胞状亚晶粒。抗压强度(1511.88 ± 9.22 MPa)高于拉伸强度(634.80 ± 11.62 MPa)。这种差异主要与应变硬化和残余应力的存在有关。初始显微硬度为206.24±11.96 HV;压缩试验后,硬度增加了23%。
镁表面上的天然氧化膜不是单一形式的。Mg氧化物层的药丸 - 底沃思比小于1。因此,它没有提供足够的腐蚀保护,因此,它限制了纯镁的使用[1,3 - 5]。优化镁合金的组成和微观结构是提高其抗性并改善其物理和机械特性的方法之一。AZ系列的含铝合金(MG – AL-ZN系统)已获得最广泛的工业应用。与铝的镁合金合金导致腐蚀速率降低和拉伸强度的增加,这是由于Mg 17 Al12β期的形成引起的[6,7]以及Al-Mn和Al-Mn和Al – ZN和Al-Zn相[8]。合金中的铝含量从1 wt。%增加导致合金的等亚晶粒形成,并减少其尺寸。在腐蚀性培养基中,与合金基质相比,形成的β相具有更高的电阳性电位,这可能有助于出现局部腐蚀斑点[9]。与锌(最高1 wt。%)的额外合金可在室温下增强合金的耐腐蚀性和强度[8]。AZ31合金是Mg -al -– Zn类型的最常用合金之一。显示[10],AZ31合金的热处理导致形成较低的脱位密度的更均匀的微观结构。尽管合金的耐腐蚀性提高了,但并不能充分解决快速腐蚀的问题。
采用Nb含量为25 wt%的混合粉末,通过选择性激光熔化(SLM)原位制备了一种具有定制微观结构、增强力学性能和生物相容性的钛铌(Ti-Nb)合金。研究了激光能量密度从70 J/mm 3 到110 J/mm 3 对SLM打印Ti-25Nb合金的相变、微观结构和力学性能的影响。结果表明,110 J/mm 3 的能量密度可使合金的相对密度最高且元素分布均匀。通过X射线衍射和透射电子显微镜鉴定了具有[023]β//[-12-16]α'取向关系的α'和β相,它们的比例主要取决于激光能量密度。随着能量密度的增加,由于冷却速度降低、温度梯度增大,Ti-25Nb合金的组织由针状晶粒变为粗化的板条状晶粒,再变为板条状晶粒+胞状亚晶粒。打印Ti-25Nb合金的屈服强度和显微硬度随能量密度从70 J/mm 3 增加到100 J/mm 3 而降低,在110 J/mm 3 时又升至最高值645 MPa和264 HV。力学性能的这种变化取决于α'相的粗化和β(Ti,Nb)固溶体的形成。此外,与纯Ti相比,SLM打印的Ti-25Nb合金既表现出优异的体外磷灰石形成能力,又表现出更好的细胞扩散和增殖能力。
^^^ Tanabe, Y., 121-139 致密型 (CT), 7,48,65, 104, j - ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^u g, 16, 103, 211 122, 149, 175, 193, 215, 275 ^^^j^^^ ^ L., 5-30 锁孔, 296 j ^ ^ ^ ^ j j ^ ^ j ^ ^ ^^^_^J2 光谱载荷, 246,257,261,297 j^ansgranular, 8,20, 51, 70,91, 107, 稳定性, 19 155^ 30^ 堆垛层错能, 38 转变点, 8, 98 钢透射电子显微镜奥氏体,122(TEM)34 97奥氏体不锈钢,6,16,32,175,y^联合设计,'164'^^孪生,20,56,76铸碳和低合金,142,294铁-镍,6铁-硅,64,106 4340,193Vacas-Oleas,C,140-160,293-312高锰,32,48,121真空,85,182马氏体时效,19真空熔炼,32,48,65温和,43,275Verkin,B.I.,84-101Stephens,R.I.,1-2,140-160, 293- 空洞,158 312,315-320 应变幅,32,35,143 W 应力强度因子 ^ang,C.M.,293-312 闭合(^ci)或打开(/Top),67,^^^^ 预应力,194 ^^' '^^' 2^^^ 焊缝/焊接件,8,122,175,275 有效(A^eff),67,71,181,196,^jj^gj,^ ^ 210-237 283 固有有效(AKett),114 X 阈值(AKth),65,71,87,106,152,174,178,194 ^"'"^y衍射,87 应力集中因子(^t),253,y 296 应力释放,275 屈服强度,34,69,96,142,175 拉伸区,135 Yokobori,T.,121-139 条纹,8,51,87,91,107,155,杨氏模量,7,18,77,97,133,199,287,304 184,220,278 亚晶粒,97 钇,212 取代原子,42 Yu,W.,63-83
^^^ Tanabe, Y., 121-139 致密型 (CT), 7,48,65, 104, j - ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^u g, 16, 103, 211 122, 149, 175, 193, 215, 275 ^^^j^^^ ^ L., 5-30 锁孔, 296 j ^ ^ ^ ^ j j ^ ^ j ^ ^ ^^^_^J2 光谱载荷, 246,257,261,297 j^ansgranular, 8,20, 51, 70,91, 107, 稳定性, 19 155^ 30^ 堆垛层错能, 38 转变点, 8, 98 钢透射电子显微镜奥氏体,122(TEM)34 97奥氏体不锈钢,6,16,32,175,y^联合设计,'164'^^孪生,20,56,76铸碳和低合金,142,294铁-镍,6铁-硅,64,106 4340,193Vacas-Oleas,C,140-160,293-312高锰,32,48,121真空,85,182马氏体时效,19真空熔炼,32,48,65温和,43,275Verkin,B.I.,84-101Stephens,R.I.,1-2,140-160, 293- 空洞,158 312,315-320 应变幅,32,35,143 W 应力强度因子 ^ang,C.M.,293-312 闭合(^ci)或打开(/Top),67,^^^^ 预应力,194 ^^' '^^' 2^^^ 焊缝/焊接件,8,122,175,275 有效(A^eff),67,71,181,196,^jj^gj,^ ^ 210-237 283 固有有效(AKett),114 X 阈值(AKth),65,71,87,106,152,174,178,194 ^"'"^y衍射,87 应力集中因子(^t),253,y 296 应力释放,275 屈服强度,34,69,96,142,175 拉伸区,135 Yokobori,T.,121-139 条纹,8,51,87,91,107,155,杨氏模量,7,18,77,97,133,199,287,304 184,220,278 亚晶粒,97 钇,212 取代原子,42 Yu,W.,63-83