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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。
直接时效镍基 718 高温合金的低周双轴疲劳行为
摘要 近年来，为了改善飞机涡轮盘的疲劳性能，镍基高温合金的制造工艺取得了重大进展，从而导致晶粒尺寸减小。事实上，粒度的变化会影响疲劳裂纹的起始模式以及材料的疲劳寿命。本研究旨在研究新开发的镍基高温合金在双轴平面载荷下的疲劳行为。在不同应力比下进行低周疲劳 (LCF) 试验，以研究多轴应力状态对材料疲劳寿命的影响。使用数字图像相关 (DIC) 技术获得全场位移和应变测量以及裂纹起始检测。给出了与不同载荷比相关的结果，并给出了适当的双轴寿命预测。提到了每种载荷情况下的裂纹检测、应变幅度和裂纹起始循环数与三轴应力比的关系。通过扫描电子显微镜的断口研究发现，疲劳裂纹的萌生机制与三轴应力比无关，大多数疲劳裂纹都是从表面下的碳化物萌生的。关键词 – 多轴疲劳、十字形试样、镍基高温合金
电子束增材制造 Ti-Al-Mo-Zr-V/CuAl9Mn2 合金的组织和相
摘要：采用异种金属丝电子束增材制造技术在不锈钢基体上混合 5、10 和 15 vol.% Ti-Al-Mo-ZV 钛合金和 CuAl9Mn2 青铜，研究了制备的合金的微观结构、相和力学性能。结果表明，含 5 vol.% 钛合金的合金形成了不同的微观结构，含 10 和 15 vol.% 钛合金的合金也形成了不同的微观结构。第一种合金的特征是结构成分为固溶体、共晶金属间化合物 TiCu 2 Al 和粗大 γ 1 -Al 4 Cu 9 。它具有增强的强度并在滑动试验中表现出稳定的氧化磨损。另外两种合金还含有由于 γ 1 -Al 4 Cu 9 热分解而出现的大花状 Ti(Cu,Al) 2 树枝状晶粒。这种结构转变导致复合材料的灾难性脆化和磨损机制从氧化变为磨料。
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。
适用于激光粉末床熔合增材制造的宽加工窗口异质结构铝合金的设计
北德克萨斯大学材料科学与工程系搅拌摩擦加工中心，美国德克萨斯州登顿 Priyanka Agrawal 北德克萨斯大学材料科学与工程系搅拌摩擦加工中心，美国德克萨斯州登顿 Mageshwari Komarasamy 北德克萨斯大学材料科学与工程系搅拌摩擦加工中心，美国德克萨斯州登顿 Yongo Sohn 中佛罗里达大学材料科学与工程系和先进材料加工与分析中心，美国佛罗里达州奥兰多 Rajiv S. Mishra 北德克萨斯大学材料科学与工程系搅拌摩擦加工中心，美国德克萨斯州登顿 北德克萨斯大学先进材料与制造工艺研究所，美国德克萨斯州登顿
适用于电弧定向能量沉积的先进银微合金化铝合金的微观结构和力学性能
实施电弧定向能量沉积需要开发新型、工艺适应性强的高性能铝合金。然而，传统的高强度合金难以加工，因为它们容易产生热裂纹。基于 Al-Mg-Zn 的交叉合金结合了良好的可加工性和人工时效后的良好机械性能。在这里，我们提出了一种使用 Ag 微合金化进一步改善 Al-Mg-Zn 交叉合金机械性能的努力。在样品中没有观察到裂纹和少量孔隙。微观结构以细小和球状晶粒为主，晶粒尺寸为 26.6 l m。晶粒结构基本上没有纹理，包含细小的微观偏析区，偏析缝厚度为 3-5 微米。经热处理后，这些微观偏析区溶解，并形成 T 相沉淀物，这通过衍射实验得到澄清。该沉淀反应导致显微硬度为 155 HV0.1，屈服强度分别为 391.3 MPa 和 418.6 MPa，极限拉伸强度分别为 452.7 MPa 和 529.4 MPa，横向和纵向断裂应变分别为 3.4% 和 4.4%。所得结果表明，可以使用新开发的铝交叉合金通过电弧直接能量沉积制造高负荷结构。
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%。
设计掺杂：通过亚价键合增强 GeSe 合金的热电性能
对可持续清洁能源的需求推动了热电 (TE) 材料的发展，这种材料可将热能直接转化为电能并实现分布式冷却。[1–3] 能量转换效率通过无量纲性能系数 zT = S 2 σ T / ( κ ele + κ lat ) 来衡量，其中 S 、σ 、T 、κ ele 和 κ lat 分别为塞贝克系数、电导率、绝对温度、电子热导率和晶格热导率。[4–8] 尽管 zT 的表达式看起来很简单，但增加其值却是一项艰巨的任务。具体而言，虽然在半导体中通常获得较高的 S，但在金属中会发现较大的 σ ，而在非晶态材料中会实现较低的 κ lat 。[6,9] 这已经表明优化要求很复杂。显然，相关优化参数 S 、 σ 和 κ ele 紧密相关。这阻碍了 zT 的改善和优质热电材料的识别。因此，
多主元素合金的定向能量沉积
随着使用计算和数据密集型方法探索多主元合金 (MPEA) 的努力不断增加，预测材料特性的实验实现和验证需要对这些合金进行高通量和组合合成。虽然增材制造 (AM) 已成为解决这些挑战和通过零件制造进行快速原型设计的主要途径，但开发和理解工艺-结构-性能相关性的广泛研究迫在眉睫。特别是，基于定向能量沉积 (DED) 的 MPEA AM 前景广阔，因为功能分级组件制造以及表面熔覆的成分变化可能无限。我们分析了 MPEA 的 DED 的最新努力、各种过渡和难熔元素的激光金属沉积过程中的微观结构演变，并评估了各种加工参数对材料相和性能的影响。我们的努力表明，开发用于工艺参数选择的稳健预测方法和修改合成机制对于使 DED 平台能够重复生产无缺陷、稳定和设计 MPEA 至关重要。
散装NB-TA-TI-TI-ZR难治性复合物浓缩合金的定向能量沉积
散装NB-TA-TI-ZR难治性浓缩合金（RCCA）是通过元素粉末的等准组混合物的定向能量沉积（DED）的加成制造方法制备的。在化学成分的成本和变异性方面，使用元素粉代替预合金粉是有益的。但是，要优化沉积参数更需要。使用扫描速度的变化来研究不同热输入的影响。发现降低的扫描速度有效地减少了微观结构中存在的未溶解的NB/TA颗粒的数量。在沉积过程中采用了预热至500℃的平台，从而在所研究的沉积样品中获得了最佳的微观结构均匀性。最后，进行了1400°C/24 h的均质化退火。尽管对完全TA颗粒溶解的热 - 钙预测，但它们仍然存在于材料中。必须通过优化沉积参数来实现从元素粉末产生的RCCA的合理微结构均匀性，而对于粉末颗粒大小的尺度上的异质性，同质化退火是不可行的。