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World File Search System力学性能
第一性原理计算了解共溅射铝合金的微观结构和力学性能
Al 3s 2 3p 1 12 12 12 FCC a=4.040 3.47 Mg 3s 2 19 19 11 HCP a=3.189; c=5.194 1.52 Si 3s 2 3p 2 9 9 9 金刚石a=5.469 4.54 Ti 3p 6 3d 2 4s 2 15 15 9 HCP a=2.936; c=4.648 5.31 Fe 3d 7 4s 1 17 17 17 BCC a=2.832 4.92 Co 3d 8 4s 1 19 19 13 HCP a=2.491; c=4.025 5.17 Ni 3d 8 4s 2 13 13 13 FCC a=3.518 5.08 Zn 3d 10 4s 2 19 19 11 HCP a=2.637; c=5.072 1.11 Zr 4s 2 4p 6 4d 2 5s 2 15 15 9 HCP a=3.232; c=5.169 6.45 Ru 4d 7 5s 1 19 19 11 HCP a=2.713; c=4.281 7.97 Pd 4d 9 5s 1 12 12 12 FCC a=3.942 3.79 Ag 4d 10 5s 1 12 12 12 FCC a=4.146 2.53
不同样品制备方法对人体髂胫束力学性能的影响
在生物力学测试之前，通常会冷冻新鲜的人体组织样本，以抑制初始分解过程并实现组织采集与生物力学测试的时间独立性。本研究的目的是比较人类髂胫束 (IT) 的新鲜组织样本与从同一 IT 中采集的新鲜冷冻样本以及在冷冻前用不同浓度的二甲基亚砜 (DMSO) 改性的样本的机械性能。所有样品都经过部分塑化，并使用单轴拉伸试验装置进行破坏性拉伸试验。改进了实验室中已经建立的塑化技术，以改善样品的夹紧行为。材料失效是由承重胶原纤维束的逐渐断裂引起的。与我们的预期相反，新鲜和新鲜冷冻样本的拉伸强度之间没有发现显著差异。与新鲜冷冻样品相比，添加 1 wt% DMSO 不会增加拉伸强度；添加 10 wt% DMSO 甚至导致拉伸强度降低。根据我们的研究结果，使用简单的新鲜冷冻样品来确定拉伸强度是可行的；然而，应使用新鲜样品来生成完整的性能曲线。
用于生物医学应用的增材制造 Fe-35Mn-1Ag 晶格结构 A. Dehghan-Manshadi、J. Colombia、AG Demir、Q. Ye、MS Dargusc
首次利用选择性激光熔化技术制备了高孔隙率的Fe-35Mn-1Ag可生物降解合金支架。研究了该支架的微观结构、组织形貌、力学性能和降解行为，并与在类似工艺参数下制备的Fe-35Mn支架进行了比较。SLM制备的支架具有发达的孔隙结构和高度的连通性，有助于提高生物相容性。其力学性能非常接近目标人体组织，植入后不会出现应力遮挡。与Fe-35Mn合金相比，Fe-35Mn-1Ag支架的力学性能略高，但降解率提高了30%以上。总体而言，SLM制备的Fe-35Mn-1Ag支架表现出良好的力学性能和改善的降解行为，为可生物降解的承重应用提供了解决方案。
热锻模具钢电弧增材再制造梯度界面组织与力学性能
摘要：热锻模具受到周期性热应力作用，经常以热疲劳、磨损、塑性变形和断裂的形式失效。为延长热锻模具的使用寿命并降低总生产成本，提出了一种热锻模具梯度多材料线材电弧增材再制造方法。多材料梯度界面的性能对决定最终产品的整体性能起着至关重要的作用。本研究将热锻模具再制造区分为过渡层、中间层和强化层三个沉积层。在5CrNiMo热锻模具钢上进行了梯度材料线材电弧增材制造实验，对梯度界面的微观组织、显微硬度、结合强度和冲击性能进行了表征和分析。结果表明，梯度添加剂层及其界面无缺陷，梯度界面获得了高强度的冶金结合。梯度添加剂层的组织从底层到顶层呈现贝氏体到马氏体的梯度转变过程。显微硬度从基体层到表面强化层逐渐增加，在100 HV范围内形成三级梯度变化，3个界面的冲击韧性值分别为46.15 J/cm 2 、54.96 J/cm 2 、22.53 J/cm 2 ，冲击断口形貌从延性断裂到准解理断裂，梯度界面力学性能表现为硬度和强度梯度增加，韧性梯度降低。采用该方法再制造的热锻模具实际应用，平均寿命提高了37.5%，为热锻模具梯度多材料丝电弧增材再制造的工程应用提供了科学支撑。
激光粉末床熔合制备Haynes 282高温合金的组织与力学性能
镍基高温合金是能源和航空航天领域高温应用必不可少的材料。这些材料的增材制造 (AM) 可以为高温部件的设计、功能和制造带来显著益处。然而，由于 AM 制造过程中的开裂问题，只有少数材料经过了尝试和鉴定。本文对 Haynes 282 通过激光粉末床熔合 (LPBF) 的可加工性和性能进行了初步评估，这是一种相对较新的镍基高温合金，其性能优于许多传统的锻造高温合金。结果表明，通过全密度 LPBF 可以制造无裂纹的 Haynes 282。尽管具有明显的各向异性，但其室温下的机械性能超过了参考材料在制造和热处理条件下的性能。 800 ◦ C 下的机械性能表明，LPBF 热处理的 Haynes 282 的屈服强度与参考材料相当，但延展性显著降低。良好的应力断裂性能也表明 Haynes 282 是增材制造的理想选择，特别是如果可以针对增材制造的成品微观结构重新设计热处理工艺。
线圈增强多层血管移植的先进制造技术可优化生物力学性能
图 1：制造带有水凝胶涂层的线圈支撑血管移植物。A) 通过初始电纺层制造电纺套管，然后使用定制溶液打印机进行线圈沉积，最后形成最终电纺层。使用四氢呋喃进行溶剂蒸汽焊接两小时，以提高构造完整性。B) 通过扩散介导的氧化还原引发 PEUDAm 第一网络交联对电纺移植物进行水凝胶涂层，从而确定水凝胶涂层的厚度。然后，NAGA、bisAAm 和光引发剂膨胀到第一网络中，并通过光引发固化，形成最终的互穿网络水凝胶涂层。
定向能量沉积制备 Inconel 718 的多尺度微观结构异质性和力学性能散射
定向能量沉积 (DED) 是一种增材制造技术，可以快速生产和修复具有灵活几何形状的金属零件。DED 期间热和材料传输的复杂性会产生不必要的微观结构异质性，从而导致零件性能分散。在这里，我们研究了使用不同沉积速率通过粉末吹制 DED 生产的 Inconel 718 在不同长度尺度上的微观结构变化。我们量化了零件内晶粒结构、纹理、成分和凝固结构的空间趋势，并将它们与硬度、屈服强度和杨氏模量的变化相关联，以突出凝固过程中热环境的影响。我们发现，使用高沉积速率时采用的高能量输入有利于沿构建和横向方向产生显着的微观结构异质性，这源于所使用的沉积策略产生的不对称冷却速率。我们还发现，在 Inconel 718 上采用的标准热处理不适合使微观结构均质化。这些结果对于开发工业相关的增材制造零件的构建速率策略具有重要意义。© 2021 作者。由 Elsevier BV CC_BY_NC_ND_4.0 出版
Mo微合金化提高AA3004热轧板高温力学性能及工艺路线优化
高强度铝合金，包括 2xxx、6xxx 和 7xxx 合金，在高温下强度较低，这是因为热暴露后沉淀物会粗化[7 和 9]。最近的研究报告称，由于 α-Al(MnFe)Si 弥散体的析出，3xxx 合金在室温和高温下均具有优异的力学性能[10 和 13]。α-Al(MnFe)Si 弥散体与基体部分共格，具有立方晶体结构[10,14]。有趣的是，α-Al(MnFe)Si 弥散体在 300℃ 时具有热稳定性，这提高了高温强度和抗蠕变性[12,13]。曾尝试通过添加合金元素和/或各种热处理来优化α-Al(MnFe)Si弥散体的特性，以期改善3xxx合金的高温力学性能[11、13、15和19]。刘和陈[12]报道，在375℃下加热48小时的一步法热处理促使大量α-Al(MnFe)Si弥散体析出，从而在300℃下实现3004合金的峰值弥散强化。后来，发现与在375℃下加热48小时的一步法热处理相比，在250℃下加热24小时和在375℃下加热48小时的两步法热处理可显著改善弥散体的特性以及300℃下的屈服强度和抗蠕变性[17]。李等人。 [13]研究了添加不同量的Si和Mg对3xxx合金组织和高温性能的影响，发现当Si含量为0.25wt.%、Mg含量为1.0wt.%时，α-Al(MnFe)Si弥散相的高温强化效果最好。刘等[16]研究发现，在Al-Mn-Mg 3004合金中添加0.3wt.%Mo可细化弥散相，并提高其在350℃以下的热稳定性。由于Fe、Si和Mn等合金元素在凝固过程中发生偏析，在沉淀热处理过程中，枝晶间区域总会形成无弥散相区（DFZ），从而降低弥散相的体积分数，降低合金的高温性能[11e13]。因此，在采用弥散强化时，必须尽量减少 DFZ。添加具有负偏析（ko > 1）的元素是减少 DFZ 数量的有效方法。据报道，Mo 可以最大限度地减少不同 Al 合金中 DFZ 的形成 [16，20，21]，从而使弥散体的体积分数较大且分布均匀，最终获得更优的高温性能。尽管之前的研究报告显示弥散体强化可以使 Ale Mne Mg 3xxx 合金的高温性能得到显著改善，但大多数研究都局限于铸锭。事实上，工业工程零件通常需要材料经历大的塑性变形才能满足特殊的形状和性能要求。此外，热轧或挤压也能消除铸造缺陷，如夹渣、孔隙等，进一步改善材料性能[22e25]。张等[26]研究发现，室温预轧显著促进了纳米弥散相的形核，增加了Al-Mn-Si合金中弥散相的数量密度。但室温变形会增加开裂的风险，从而增加制造难度[27]。因此，有必要研究热变形工艺对弥散相组织及其相关力学性能的影响。
多丝电弧增材制造TC4/Nb仿生层状异质合金的组织演变和力学性能
电弧增材制造零件性能的提升依赖于结构创新和定制打印，自然优化的结构可以为设计制造提供灵感。本文以Crysomalon squamiferum壳的生物结构为灵感，采用多丝电弧增材制造（MWAAM）技术设计并制备了层状TC4/Nb多材料合金零件。利用EDS、SEM、EBSD和力学性能试验机研究了MWAAM加工仿生异质TC4/Nb多材料合金零件的界面反应、相组成、微观组织演变、晶体生长、力学性能和裂纹扩展。结果表明，MWAAM TC4/Nb多材料合金试样不同层间形成了良好的冶金结合；Ti/Nb多材料合金零件主要由α-Ti、β-Ti和（Nb，Ti）固溶体相组成。随着Nb含量的增加，从TC4层到G1层，相形貌经历了一个连续的转变过程：片层状α+β→细片层状α+短棒状α+β→针状α+β→细针状α+β。此外，随着Nb含量的增加，TC4/Nb多材料合金组分从TC4层到G2层的晶粒尺寸由3.534μm逐渐减小到2.904μm。TC4/Nb多材料合金从TC4层到G2层的显微硬度范围为404.04~245.23HV。TC4/Nb多材料合金试样具有较高的压缩强度和极限拉伸强度分别为2162.64±26MPa和663.39MPa，对应的应变量分别为31.99%和17.77%。优异的力学行为主要归因于层间晶粒尺寸的梯度转变和组织演变的良好结合；拉伸试验过程中裂纹扩展主要以裂纹偏转和多级开裂为主；TC4/Nb多材料合金构件中TC4层的强度高于G1层和G2层。
多丝电弧增材制造TC4/NiTi仿生梯度异质合金的组织与力学性能
伦敦，HA7 4LP，英国 摘要 采用多丝电弧增材制造 (MWAAM) 成功制备了 TC4/NiTi 多材料结构件。本文展示了仿生梯度夹层构建策略下 TC4/NiTi 多材料结构件的界面特征和力学性能。结果表明，获得了极限抗压强度为 (1533.33±26 MPa) 的 MWAAM TC4/NiTi 梯度异质合金。优异的压缩行为主要归因于梯度区的良好过渡，EBSD 分析表明梯度区的晶粒尺寸细小，差异施密特因子值较小。随着 NiTi 含量的增加，从 TC4 区到 NiTi 区的相组成依次演变为：α-Ti + β-Ti → α-Ti + NiTi 2 → NiTi 2 → NiTi 2 + NiTi → NiTi + Ni 3 Ti。梯度异质合金的显微硬度范围为310±8~230±11 HV，其中区域B处硬度最高，为669.6±12 HV，这是由于NiTi 2 强化相的析出所致；试样的极限断裂应力为1533.33±26 MPa，应变为28.3±6%；在10次加载/卸载循环压缩试验过程中，MWAAM TC4/NiTi梯度异质合金的不可回复应变逐渐趋近于2.75%。