摘要:本文讨论了不同形式的粉末床熔合 (PBF) 技术,即激光粉末床熔合 (LPBF)、电子束粉末床熔合 (EB-PBF) 和大面积脉冲激光粉末床熔合 (L-APBF)。多金属增材制造面临的挑战,包括材料兼容性、孔隙率、裂纹、合金元素损失和氧化物夹杂物,已得到广泛讨论。为克服这些挑战提出的解决方案包括优化打印参数、使用支撑结构和后处理技术。未来需要对金属复合材料、功能梯度材料、多合金结构和具有定制性能的材料进行研究,以应对这些挑战并提高最终产品的质量和可靠性。多金属增材制造的进步可以为各个行业带来巨大的利益。
具有所需特性的合金可以通过控制组合物或加工[9,10]来定制微结构来开发。因此,研究人员搜索可以改善纯铅的概念的合金元素[11-13]。在此类元素中是钡和锡,增加了铅的增加,增加了拉伸强度和蠕变耐药性[14-20]。此外,钡引入铅锡合金还会增加硬度,减少电化学活性,从而增加腐蚀稳定性[21]。钡还可以使这些特性保持稳定,因为防止了过度衰老。高含量的锡的存在也抑制了铅基合金的过度分支过程[22]。另外,通过防止钝化并允许电池从深处排放的条件中弥补电池的钝化和充电,锡罐有助于网格的电化学性质。
最近,由于其与人体骨骼的高生物力学兼容性,镁对临时生物医学应用(例如固定器和血管支架)的兴趣越来越大。具体来说,其与自然骨的弹性模量兼容,可最大程度地减少应力屏蔽的风险及其腐蚀过程不会释放有毒产品。然而,纯Mg的加速腐蚀使其在临床应用中的可用性缩减性,因为植入物的机械故障在组织恢复之前很容易发生,并且在腐蚀过程中,氢气以超出骨组织能够适应的水平的速度产生,最终造成严重的宿主组织损害。为了解决这一限制,研究人员研究了不同的解决方案,例如添加合金元素,微结构修饰和表面修饰。本期特刊旨在提出最新的创新策略,以克服当前限制及其对腐蚀性(体外和/或体内),骨整合性能以及机械性能的影响,尤其是在腐蚀性环境中。
摘要:采用快速熔化和凝固的快速传热增材制造方法生产的合金零件与传统工艺制成的材料相比,具有不同的微观结构、特性和性能。本研究比较了采用粉末床熔合工艺制备的SS316L与冷轧SS316L的耐腐蚀和氧化性能。此外,对不锈钢表面氧化膜进行了全面评估,因为该膜对抗腐蚀和氧化性能的影响最大。研究了热处理对增材制造SS316L耐腐蚀和氧化性能的影响。SS316L具有由亚晶胞形成的微观结构,其中局部浓缩的合金元素形成稳定的钝化膜。因此,它比传统的冷轧材料具有更高的耐腐蚀和抗氧化性能。然而,已证实热处理会去除亚晶胞,从而导致耐腐蚀和氧化性能的下降。
铝和铝合金在各种顶级工业领域有着广泛的应用。从航空航天工业发展开始(自19世纪以来),铝合金因其重量轻、机械强度高、耐腐蚀性好等特点,开始用于制造飞行器部件(例如飞艇)。自20世纪初以来,铝也被用于制造飞机部件,例如:发动机壳体、气缸体和航空发动机的其他部件[1-3]。在同一时期,铝合金首次进行了热处理,这在当时是一项了不起的技术进步,后来导致铝在航空航天工程中的大量使用,铝合金成为这些顶级工业中使用最广泛的材料。铝合金按主要合金元素分类,包括 8 个系列的合金,如表所示。1,其中提到它们是否可热处理,以及机械强度 [4]。1xxx、3xxx 和 5xxx 系列的合金不可热处理。2xxx、6xxx 和 7xxx 系列的合金可热处理。4xxx 系列铝合金
I.引言腐蚀是任何自然过程,尤其是一种电化学过程,通过与其环境相互作用,材料成分(尤其是金属)逐渐攻击,从而导致其有用的和值的破坏或降低[1]。在其服务应用中,不同类型的工程材料在不同类型的宏观和微环境条件下会受到腐蚀,但关键问题是结构材料(例如钢,混凝土,木材和铝),这些结构材料在恶化下更容易受到危险失败的影响。在这些材料中,钢是各种结构应用中最通用,最常用的,因为其出色的工程特性和以相对便宜的速度可用,并在可预见的将来的可持续生产中使用。但是,钢的腐蚀约占所有全球腐蚀问题的90%[1,2,3]。钢的耐腐蚀性随碳含量或合金元素的降低而降低。普通碳钢本质上是一种铁碳合金材料,其重量最高为0.7%,而没有或忽略不计的其他元素来影响其性质。低碳钢是一种
摘要。对 5754、6061 和 7075 铝合金进行了 RCS 工艺提高机械强度的潜力评估,这三种铝合金呈现出与各自合金元素相关的不同硬化机制。这项工作比较了不同合金通过 RCS 处理后织构和机械性能的演变。通过显微硬度测量、不同温度和应变速率下的拉伸试验来评估机械性能,以评估应变速率敏感性。结果表明,经过两次 RCS 处理后,6061 和 5754 合金在 300°C 下表现出相对较高的应变速率敏感性。此外,5754、6061 和 7075 合金的硬度分别增加了 27%、22%、15%。显示出由于不同的硬化机制而提高机械阻力的潜力。此外,通过 X 射线衍射获得极图并计算其取向分布函数来表征晶体织构。结果表明,三种铝合金表现出相同的趋势,即初始织构组分得以保留,但织构化体积有所减少。
电子束粉末床熔合 (E-PBF) 是一种用于金属零件增材制造的极具吸引力的技术。然而,工艺改进需要精确控制电子束传递给粉末的能量。在这里,我们使用可调谐二极管激光吸收光谱 (TD-LAS) 来测量 E-PBF 期间蒸发的钛原子的速度分布函数。激光二极管发射的窄光谱范围允许对蒸发原子进行高分辨率吸收分布分析,从而准确确定它们在熔化过程中的多普勒展宽、密度和温度。获得的蒸汽温度表明熔池表面相对于钛的低压 (0.1 Pa) 沸点过热,表明蒸发发生在非平衡条件下。我们表征了线性能量密度对钛蒸发的影响,发现它与饱和蒸汽压一致。我们对蒸汽特性的表征为熔池模拟提供了可靠的输入。此外,可进一步利用TD-LAS来防止低浓度合金元素的蒸发,从而防止打印部件出现缺陷。
本课程论述了金属微观结构与性能之间的关系。课程包含 15 章。1 介绍性讲座。微观结构控制性能的方法。1 合金元素对钢结构和性能的影响。1 一般建筑用途的钢。合金化策略、强化机制、热处理、微观结构、性能。2 工具钢。合金化策略、强化机制、热处理、微观结构、性能、应用、缺陷。3 轴承钢、弹簧钢和钢丝。要求。合金化策略、强化机制、热处理、微观结构、性能、应用、缺陷。4 马氏体时效钢。合金化策略、强化机制、热处理、微观结构、性能、应用、缺陷。5 成形性优良的钢。深冲质量和 (DDQ) 钢和 1 EDDQ 钢,ELC 和 IF 路线之间的加工差异,纹理和 1 沉淀控制,使用性能。6 轨道钢 – 要求。合金化策略、强化机制、热处理、微观结构、性能、应用、缺陷。案例研究-
摘要:锌及其合金因具有增强的生物相容性而被视为制备可生物降解医疗器械(支架和骨固定螺钉)的有前途的材料。这些材料必须实现机械性能和腐蚀性能的理想组合,而合金化或热机械过程可能会影响这些性能。本文介绍了不同机械合金化 (MA) 参数对 Zn-1Mg 粉末成分的影响。同时,本研究描述了 MA 制备对 Zn-6Mg 和 Zn-16Mg 合金的影响。采用放电等离子烧结 (SPS) 法压实选定的粉末。随后,研究了它们的微观结构并测试了它们的力学性能。整个过程导致晶粒显着细化(Zn-1Mg 为 629 ± 274 nm)并形成新的金属间相(Mg 2 Zn 11 、MgZn 2 )。烧结样品的压缩性能主要与合金元素的浓度有关,浓度增加导致强度提高但延展性变差。根据所得结果,Zn-1Mg合金的性能最好。