摘要 高 Jc 镍基高温合金在航空航天、海洋、核能和化学工业中得到广泛应用,这些工业领域需要具有出色的抗腐蚀和抗氧化性能、优异的机械性能和出色的高温性能。然而,由于这些合金的化学性质复杂,基于选择性激光熔化 (SLM) 的高 Jc 镍基高温合金的增材制造 (AM) 面临重大挑战。这些材料具有多种合金元素和较高的铝+钛含量,当通过 SLM 固结时会形成各种二次相,严重影响可加工性,导致裂纹的形成。本综述的目的是总结迄今为止在高 Jc 镍基高温合金 SLM 方面取得的进展,特别强调阐明该合金系统中加工、微观结构和性能之间的关系。关键词:高 Jc 镍基高温合金、增材制造、选择性激光熔化 (SLM)、加工、微观结构、力学性能
第二单元钢与铸铁 2.1 钢的广泛分类。 i. 普通碳钢:低碳钢、中碳钢和高碳钢的定义、类型和性能、成分和应用。 ii. 合金钢:合金元素的定义及其对合金钢性能的影响。 iii. 工具钢:冷作工具钢。热作工具钢,高速钢 (HSS) iv. 不锈钢:类型和应用 v. 弹簧钢:成分和应用。 vi. 钢材及其等效物的规格。 2.2 用于以下部件的钢材:轴、车轴、螺母、螺栓、杠杆、曲轴、凸轮轴、剪切刀片、农业设备、家用器皿、机床床身、车身、减摩轴承和齿轮。 2.3 白铁种类。灰铁、球墨铸铁、可锻铸铁 2.4 铸铁规格。 2.5 选择适合工程应用的铸铁。 2.6 铸铁、普通钢和合金钢的名称和编码(根据 BIS、ASME、EN、DIN、TIS)。2.7 古印度的铁和钢的使用;蒙达、提克什纳和坎塔类型的铁和钢(IKS)
采用定向能量沉积技术在用于硬面堆焊的热作工具钢基材上沉积了具有不同层数的冷作工具钢。本研究涉及了覆层工具钢中的缺陷和微观结构。在沉积区发现了包括孔隙和裂纹在内的缺陷,其数量随着沉积高度或层数的增加而增加。大的不规则孔隙主要位于沉积层的下部区域。此类孔隙的形成归因于合金元素在孔隙表面的偏析和热量输入不足。非平衡共晶微观结构是孔隙邻近区域的特征。另一方面,开裂往往发生在沉积层的上部。确定了导致开裂的两个重要因素。第一个是微观结构梯度,当从底部移动到顶部沉积层时,微观结构梯度从细胞状树枝状晶变为柱状树枝状晶。其次,根据Thermocalc软件的模拟,沉积的冷作工具钢表现出相对较大的凝固温度范围,从而对热裂纹具有很高的敏感性。
1 引言 镍基高温合金具有优异的高温力学性能、高抗蠕变和疲劳性能以及非常好的耐腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和燃气轮机的涡轮叶片。镍基高温合金在恶劣条件下长期服役的性能,很大程度上取决于合金元素、合金浓度和强化相的形态。在工业实践中,镍基高温合金 René N5 在完全热处理状态下使用。固溶处理可使微观结构部分均质化,随后的时效可获得高体积分数的立方体状 γ′ 沉淀物。因此,获取更多有关铸态高温合金微观结构和性能的信息对于正确设计和控制后续热处理至关重要。枝晶间和枝晶间元素的凝固偏析会诱发非平衡相的形成,如碳化物、共晶相或其他低熔点相,这些相应在均质化过程中溶解[1-3]。
摘要:直接激光金属沉积(DLMD)是一种最先进的制造技术,用于在这项研究中制造316L不锈钢/inconel 625功能分级材料(FGM)。对于这些材料在行业中的实际应用,过程参数对几何特征和表面粗糙度的影响需要更多的研究。通过更改每一层中316升不锈钢/inconel 625的比例,该女性FGM是在五层中加上五层制造的。研究了激光功率对几何特性,身高稳定性和表面粗糙度的影响。研究了微观结构分析和微硬度填充。结果表明,尽管有较高的固定速率,但合金元素的分离发生了。还发现,增加激光功率将增加梯度壁的高度,宽度,高度稳定性和表面粗糙度。在最高激光功率(280 W)处,沉积层的最大宽度和高度分别为1.615和6.42 mm。在220 W的激光功率下,将获得最小的表面粗糙度(R a =105μm)和最佳的高度稳定性(0.461 mm)。在225-277 HV范围内的各个部分的各个部分中,显微硬度值将有所不同。
确定样品化学成分的最重要信息是,分析物元素的凝聚相和原子化物会发射出从可见光到 X 射线波长范围内的辐射。在大多数情况下,都会观察和分析来自外层电子轨道的激发态发出的原子发射,因为它可以使定量分析更准确、更精确。等离子体发射光谱法,例如射频电感耦合等离子体发射光谱 (ICP-OES),是用于测定钢中除气态元素外的合金元素和杂质元素的典型分析工具,浓度范围从几十% 到几 ppm。1,2) ICP-OES 为钢铁制造业开发先进产品做出了贡献。 3,4) 另一方面,使用火花放电等离子体的等离子体发射光谱法 (SD-OES),通常称为 QuantVac (QV),5) 已用于钢铁生产中的现场/在线分析,并且特别适用于钢铁产品的质量和过程控制。6) ICP-OES 通常需要对样品进行预处理,包括酸分解和水溶解,而 SD-OES 可直接测定固体钢样品中的元素,这是该分析方法具有广泛应用的主要原因。
Inconel 625 是一种镍基高温合金,由于其耐腐蚀性以及良好的机械性能(如高温下的强度和抗热蠕变性),广泛应用于航空航天、海洋和化学应用[1, 2]。该合金以镍基为主,主要合金元素含量较高,包括:Cr、Mo、Nb、Ta、Fe。 Inconel 625 中的主要相是面心立方 γ 相,此外,根据位置、温度和化学成分的不同,还有 γ”、Ni 2 (Cr,Mo)、δ、碳化物、μ 和 laves 相[3]。用 Inconel 625 制造具有复杂形状的零件始终是一个巨大的挑战,因为 Inconel 625 具有低导热性、差的可加工性和高硬度[4, 5]。然而,Inconel 625 具有良好的可焊性,是高能加工方法的首选[6]。 3D 金属打印工艺是利用逐层金属沉积的方法根据数字模型(CAD 模型)制造零件的过程 [7, 8]。在过去的十几年中,利用金属粉末和激光束作为热源的金属3D打印工艺可以生产形状复杂的金属零件,不仅在基础研究而且在工业应用中得到了广泛的应用[9,10]。
晶粒边界(GB)溶质分离通常与GB的互惠有关,与众所周知的Fe(S),Fe(P)和Fe(Sn)系统1-5有关。但是,许多合金元素并不是一开始或不隔离。溶剂(宿主)和GB隔离的某些组合导致边界增强3,6-10,或提供其他有益的特性,例如热稳定性11-14和改善的机械性能15-17。成功的合金设计越来越多地需要对GB隔离和封闭的细微理解。过去几年在理解该问题的隔离部分方面取得了显着的进展,其中大量数据是针对在多晶环境中GBS中存在的全部原子位置中播种的热力学数量的大量图形,这些数据是在多晶环境中播种的。但是,这个问题的封封部分仍然是许多合金尚未提供自洽数据的大图。最近汇总已发布的数据集的尝试说明了与多种方法生成的数据之间的挑战8,21-23。此外,评估GB互惠效力的方法基于GB平板方法,通常需要大量的计算资源24-26。因此,用于计算合金设计框架27,28的GB隔离和互惠数据有限。
高渗透合金(HEAS)的开发标志着合金设计的范式转移,从传统的方法中转移到了优先考虑较小元素增强的优先基础金属的传统方法。HEAS相反,没有单个主导成分的多个合金元素,从而扩大了合金设计的范围。这种转变导致创建具有高熵(AHES)家族的各种合金,包括高熵钢,超级合金和金属层间,每种都强调了需要考虑其他因素,例如堆叠故障能量(SFE),晶状体失误和抗形边界能量(抗形边界能量(APBE)),这是由于对显微镜的影响而产生的重大影响。在合金中利用多个元素为开发来自多组分废料和电子废物的新合金的有希望的可能性,从而减少了对关键金属的依赖,并强调了对高级数据生成技术的需求。凭借这些多组分原料提供的巨大可能性,建模和基于人工智能的工具对于有效探索和优化新合金至关重要,从而支持冶金中的可持续发展。这些进步要求重新构想合金设计框架,强调强大的数据获取,
第一单元 金属结构:固体中的键 – 金属键 – 金属结晶、缺陷、晶粒和晶界、晶界对金属/合金性质的影响 – 晶粒大小的确定。合金的组成:合金化的必要性、固溶体的类型、休谟-罗瑟里规则、中间合金相和电子化合物。第二单元 平衡图 平衡图的实验构建方法、同质合金系统、合金的平衡冷却和加热、杠杆规则、共晶系统、一致熔化中间相、包晶反应。固态转变、同素异形体、共析体、包析反应、相规则、平衡图与合金性质之间的关系。Fe-Fe3C 二元相图的研究。第三单元 铸铁和钢:白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁的结构和性能。钢的分类、普通碳钢、低合金钢、高锰钢、工具钢和模具钢的结构和性能。有色金属和合金:铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金的结构和性能。第四单元合金的热处理:合金元素对铁-铁碳系统的影响、退火、正火、硬化、TTT 图、回火、硬化能力、表面硬化方法、时效硬化陶瓷材料:结晶陶瓷、玻璃、金属陶瓷。