关于日本结构钛 (Ti) 合金的研究和开发趋势,本文回顾了过去和现在的情况,并提出了我们对未来战略的想法。作为变形加工和微观结构控制的基本研究政策,有必要通过数据科学方法促进研究和开发的“回顾”,以确定不依赖于经验规则的最佳工艺条件和微观结构形成。此外,合金/微观结构/机械性能的优化设计作为一种“改变游戏规则的方法”,例如专注于非平衡相(马氏体、欧米茄相)或尚未开发用于结构部件应用的 Ti 合金中的杂质添加,被列为创新研究方向。与钢相比,钛的历史非常短,因此它仍然具有巨大的潜力。
1 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室,北京 100029;wangguilei@ime.ac.cn(GW);sujiale@ime.ac.cn(JS);miaoyuanhao@ime.ac.cn(YM);lijunjie@ime.ac.cn(JL);renyuhui@ime.ac.cn(YR);lijunfeng@ime.ac.cn(JL) 2 中国科学院大学集成电路学院,北京 100049 3 北京超弦存储技术研究院,北京 100176 4 清华大学集成电路学院,北京 100086;jun-xu@tsinghua.edu.cn 5 广东大湾区集成电路与系统研究院光电混合集成电路研发中心,广州 510535; linhongxiao@ime.ac.cn (HL); liben@ime.ac.cn (BL) 6 中国科学院微电子研究所高频高压器件与集成研究发展中心,北京 100029,中国;xunmeng@ime.ac.cn 7 北方华创科技集团股份有限公司,北京 100176,中国;gushihai@naura.com 8 北京航空航天大学综合科学与工程学院费尔特北京研究所,北京 100191,中国;kaihua.cao@buaa.edu.cn 9 中瑞典大学电子设计系,Holmgatan 10, 85170 Sundsvall,瑞典* 通讯地址:kongzhenzhen@ime.ac.cn (ZK); liangrr@mail.tsinghua.edu.cn (RL); rad@ime.ac.cn (HHR);电话:+86-010-82995897(中控)
1 华南理工大学机电与汽车工程学院,广州 510641;mewdlaser@scut.edu.cn (DW); 202020100649@mail.scut.edu.cn (HW); xjchan001@163.com (XC) 2 宁波大学冲击与安全工程教育部实验室,宁波 315211 3 攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室,攀枝花 617000;ludong_1786@163.com (DL); cgvermouth2022@163.com (XL) 4 四川省先进金属材料增材制造工程技术研究中心,成都先进金属材料产业技术研究院有限公司,成都 610300,中国 * 通讯作者:liuyang1@nbu.edu.cn (YL); cjhan@scut.edu.cn (CH)
序号 激光功率,W 扫描速度,mm/s 层高,mm 热处理功率,W #1 45.2 2 0.05 0 #2 56.1 2 0.05 0 #3 45.2 4 0.03 0 #4 56.1 4 0.03 0 #5 45.2 2 0.05 30.5 #6 56.1 2 0.05 30.5 #7 45.2 4 0.03 30.5 #8 56.1 4 0.03 30.5
摘要:激光粉末定向能量沉积工艺是一种金属增材制造技术,可制造具有高度几何和材料灵活性的金属零件。原位送粉的独特特性使得在制造过程中使用元素粉末混合物定制元素组成成为可能。因此,它可以潜在地应用于低成本合成工业合金、用不同的粉末混合物改性合金以及使用元素粉末混合物作为原料设计具有位置相关特性的新型合金。本文概述了使用激光粉末定向能量沉积方法通过供给元素粉末混合物来制造各种类型的合金。首先,详细描述了激光粉末定向能量沉积在制造金属合金方面的优势。然后,回顾了通过多种类别的元素粉末混合通过激光粉末定向能量沉积制造合金的最新研究和发展情况。最后,讨论了未来发展中的关键技术挑战,主要是成分控制。
1 加拉茨大学工程学院机械工程系,Domneasc ă 47, 800008 Galati,罗马尼亚 2 先进车辆系统中心(CAVS),密西西比州立大学,斯塔克维尔,MS 39762,美国;bagheri.274@gmail.com 3 微机电系统中心(CMEMS-UMinho),Campus de Azur é m,米尼奥大学,4800-058 Guimarães,葡萄牙;brunohenriques@dem.uminho.pt 4 陶瓷和复合材料实验室(CERMAT),Campus Trindade,圣卡塔琳娜联邦大学(UFSC),Florian ó polis 88040-900,SC,巴西 5 德累斯顿工业大学制造技术研究所,01062 Dresden,德国; andres_fabian.lasagni@tu-dresden.de 6 弗劳恩霍夫制造研究所和 Strahltechnik IWS,Winterbergstr。 28, 01277 Dresden, 德国 7 奥本大学机械工程系, Auburn, AL 36849, USA; shamsaei@auburn.edu 8 国家增材制造卓越中心 (NCAME),奥本大学,奥本,AL 36849,美国 *通讯作者:mihaela.buciumeanu@ugal.ro (MB); fsamuel@dem.uminho.pt (FSS)
摘要:激光熔化沉积 (LMD) 近来因生产近净形零件和修复磨损部件而受到工业领域的关注。然而,LMD 在熔池动力学和流体流动分析方面仍未得到探索。在本研究中,计算流体动力学 (CFD) 和分析模型已经开发出来。流体体积和离散元建模的概念用于计算流体动力学 (CFD) 模拟。此外,设计了一个简化的数学模型,用于单层沉积,其中激光束衰减比是 LMD 工艺固有的。这两个模型都通过 Ti6Al4V 合金在 Ti6Al4V 基体上的单道沉积实验结果进行了验证。实验和建模之间有密切的相关性,只有一些偏差。此外,还设计了一种跟踪熔体流动和相关力的机制。模拟显示,由于同轴添加粉末颗粒,LMD 仅涉及传导模式熔体流动。在激光束前方,熔池呈现顺时针旋涡,而在激光点位置后方,则呈现逆时针旋涡。打印过程中,一些部分熔化的颗粒试图进入熔池,导致熔体材料内发生飞溅。在层沉积后确定了熔化状态、糊状区域(固体+液体混合物)和凝固区域。这项研究深入了解了 LMD 打印背景下的熔体流动动力学。
1. 内布拉斯加大学林肯分校机械与材料工程系,内布拉斯加州林肯市,美国 2. 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特,美国 通讯作者 – MP Sealy,电子邮件 sealy@unl.edu 摘要 增材制造 (AM) 镁合金由于拉伸应力和粗大微观结构而迅速腐蚀。提出了将增材制造与层间超声波喷丸循环结合(混合)作为一种解决方案,通过强化机制和压缩残余应力来提高增材制造的镁 WE43 合金的耐腐蚀性。应用层间喷丸加工硬化离散层并形成区域晶粒细化和亚表面压缩残余应力屏障的全球完整性。通常会加速腐蚀的拉伸残余应力降低了 90%。结果表明,通过层间喷丸可以实现对腐蚀的时间分辨控制,并且与打印的 WE43 相比,打印单元内的局部腐蚀减少了 57%。关键词:增材制造、混合制造、镁 1. 引言 随着镁增材制造技术发展到更高的水平 [1],医疗器械和石油压裂行业寻求对负载-压力进行时间分辨的降解。
尽管可以用卢瑟福背散射光谱法 (RBS) 和 X 射线衍射 (XRD) 高精度地测量材料成分和应变,但这些技术非常耗时,并且提供的信息是样品相对较大区域的平均信息,远大于典型的设备尺寸。这使得它们不适合表征亚微米级的成分和应变变化,这种变化发生在例如选择性半导体生长过程中或结构化之后。透射电子显微镜 (TEM) 结合能量色散 X 射线光谱法 (EDXS) 或电子纳米衍射可以提供具有纳米级分辨率的成分和晶格信息,但是这些技术需要破坏被分析的样品。相反,微拉曼光谱可以提供亚微米分辨率和高速,并且是非破坏性的。因此,微拉曼光谱可以成为研究 Si x Ge 1 − x − y Sn y 层中材料成分和应变的有效工具。为了通过拉曼光谱测量成分和应变,必须推导出拉曼光谱峰位置与材料成分以及应变之间的经验关系。之前对 Si x Ge 1 − x − y Sn y 合金拉曼位移的研究