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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。
通过选择性激光熔化 (SLM) 进行高伽马射线镍基高温合金的增材制造
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
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。
一种定量策略，用于实现模具铸造Mg-Al基合金的高温电导率
据报道，一种定量策略来设计和开发基于MG-AL的合金以实现高热有效性，其中可以引入特定的元素以降低MG矩阵中的Al浓度，并抑制Mg 17 Al 12相形成的形成，通过形成新的金属层间相。基于定量计算，该策略由新型的模具铸造Mg3.2AL4.4LA0.4ND（以wt。％）合金提供，该合金在环境温度下提供了114.3 w/（m∙k）的热电导率为114.3 w/（m∙k），在300°C，比300°C，〜255％的137.5 w/（M∙k）中的热电导率（M。同时，与AE44合金相比，合金还具有优异的环境屈服强度为143.2 MPa，伸长率为8.2％，并且在升高温度下的AE44合金。
通过退火热处理实现选择性激光熔化 Ti-6Al-4V 合金的致密化、定制微观结构和力学性能
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)
微激光金属丝沉积薄壁镍钛合金的马氏体相变、微观结构和功能行为
近等原子NiTi相的Ni含量在稳定的成分范围内[1]。因此，发生MT的温度范围决定了NiTi主要用作致动器或基于形状记忆效应或超弹性的生物医学设备。结合金属AM工艺可获得的复杂几何特征，利用形状记忆效应可以制造4D材料，其中时间维度被添加到材料几何形状中。由于NiTi合金是研究最广泛的SMA之一，因此它们也被探索作为AM材料，主要是通过使用粉末床熔合技术，例如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和直接能量沉积（DED）[2e4]。这些AM工艺的特点是几何精度高、能够创建内部通道、表面粗糙度合理，以及能够在材料中产生晶格结构[5e7]。然而，与粉末床熔合技术相比，激光金属沉积 (LMD) 等 DED 工艺吸引的研究关注较少 [8,9]。镍钛诺 (镍和钛的合金) 的 AM 在控制构建部件中的最终 Ni 含量方面可能非常关键，特别是由于 Ni 的优先汽化 [10]。这意味着在 AM 过程中可能会发生化学变化，导致原料偏离初始化学成分。AM 工艺过程中的 Ni 损失会导致部件的最终使用问题以及由材料形状记忆行为的局部差异引起的工艺不稳定性。因此，应仔细选择原料材料以潜在地补偿 Ni 的损失。在这方面，通过雾化生产粉末原料对于控制和维持生产批次内和生产批次之间所需的化学成分可能很麻烦。这种变化对 NiTi 合金性能来说可能更为关键，因为它对其化学成分高度敏感。已有研究调查了粉末和线材原料的元素混合，以解决 DED 工艺中化学成分变化的问题 [11, 12]。尽管 NiTi 粉末原料尚未被 AM 最终用户广泛使用，但细 NiTi 线材在市场上广泛可用，并正在开发用于各种应用。商用 NiTi 线材有不同的直径，价格明显低于具有相同化学成分的粉末原料。在使用 NiTi 线材的 DRD 工艺中研究了电弧和等离子等不同热源 [13 e 17]。最近，已证明使用脉冲波 (PW) 激光发射可有效沉积小直径线材，并且与线材直径相比，轨道宽度不会显着增大 [18]。微激光金属丝沉积 (m LMWD) 是一种制造小型 3D 组件或小型半成品零件（例如板、管和环）的好方法，这些零件由镍钛合金制成。与粉末沉积相比，该工艺本质上更安全，原料尺寸与市售 NiTi 丝的直径（0.4 e 0.5 毫米）相当。m LMWD 工艺的可行性已在多种材料中得到证实，例如不锈钢 [18]、AlSi 12 合金 [19] 和以 Dy 为主要合金的 Mg 合金
激光能量密度对由激光粉床融合制造的hastelloy-X合金的微结构和质地演变的影响
摘要：重要的是研究形成的hastelloy-X合金的激光粉末床融合（LPBF）的微观结构和质地演变，以通过调节Hastelloy-X形成过程参数的调节来建立过程，微结构和性能之间的紧密关系。在本文中，hastelloy-X合金的成分是用不同的激光能密度（也称为体积能密度VED）形成的。研究了Hastelloy-X的致密机理，并分析了缺陷的原因，例如毛孔和裂缝。使用电子反向散射技术研究了不同能量密度对晶粒尺寸，质地和方向的影响。结果表明，随着能量密度的增加，平均晶粒尺寸，原发性树突臂间距和低角度晶界的数量增加。同时，VED可以增强质地。随着能量密度的增加，质地强度会增加。在96 J·mm -3的VED处获得了最佳的机械性能。
耐镁合金AZ31在氯化物...
镁表面上的天然氧化膜不是单一形式的。Mg氧化物层的药丸 - 底沃思比小于1。因此，它没有提供足够的腐蚀保护，因此，它限制了纯镁的使用[1，3 - 5]。优化镁合金的组成和微观结构是提高其抗性并改善其物理和机械特性的方法之一。AZ系列的含铝合金（MG – AL-ZN系统）已获得最广泛的工业应用。与铝的镁合金合金导致腐蚀速率降低和拉伸强度的增加，这是由于Mg 17 Al12β期的形成引起的[6,7]以及Al-Mn和Al-Mn和Al – ZN和Al-Zn相[8]。合金中的铝含量从1 wt。％增加导致合金的等亚晶粒形成，并减少其尺寸。在腐蚀性培养基中，与合金基质相比，形成的β相具有更高的电阳性电位，这可能有助于出现局部腐蚀斑点[9]。与锌（最高1 wt。％）的额外合金可在室温下增强合金的耐腐蚀性和强度[8]。AZ31合金是Mg -al -– Zn类型的最常用合金之一。显示[10]，AZ31合金的热处理导致形成较低的脱位密度的更均匀的微观结构。尽管合金的耐腐蚀性提高了，但并不能充分解决快速腐蚀的问题。
研究镍添加剂对激光辅助增材制造 Ti-6Al-4V 晶粒细化和强度增强的内在机制
摘要 众所周知，晶粒细化剂可以调整微观结构并提高增材制造 (AM) 钛合金的机械性能。然而，Ni 添加对 AM 制造的 Ti-6Al-4V 合金的内在机制尚不十分清楚。这限制了它的工业应用。本研究系统地研究了 Ni 添加剂对激光辅助增材制造 (LAAM) 制造的 Ti-6Al-4V 合金的影响。结果表明，Ni 添加对 LAAM 制造的 Ti-6Al-4V 合金的微观结构演变产生三个关键影响。(a) Ni 添加剂显着细化了前 β 晶粒，这是由于凝固范围扩大所致。随着 Ni 添加量从 0 增加到 2.5 wt。%，原β晶粒的长轴长度和长宽比分别从1500 µ m和7减小到97.7 µ m和1.46。(b) Ni添加剂可以明显诱导球状α相的形成，这归因于β相和α相之间增强的浓度梯度。根据终止传质理论，这是球化驱动力。随着Ni添加量从0增加到2.5 wt，α板条的长宽比从4.14降低到2.79。%(c) Ni是一种众所周知的β稳定剂，它可以显著增加β相的体积分数。室温拉伸结果表明，随着 Ni 含量的增加，机械强度增加，伸长率几乎呈线性下降。使用改进的数学模型定量分析了强化机制。从结果可以看出，α 板条相和固溶体对本研究中 LAAM 构建的 Ti-6Al-4V-x Ni 合金的总屈服强度贡献最大。此外，随着 Ni 含量的增加，伸长率降低是由于大量固溶体 Ni 原子导致 β 相的变形能力下降。这些发现可以加速增材制造钛合金的开发。
s41230-022-1206-z.pdf
摘要：难熔高熵合金是一种很有潜力的高温结构材料，为获得高强度的难熔高熵合金，在NbMoTiVW难熔高熵合金中添加不同量的Si，研究了Si对NbMoTiVWSi x 合金的相组成、组织特征和力学性能的影响。结果表明：当Si添加量为0、0.025和0.05（摩尔比）时，合金由晶间区的初生BCC和二次BCC组成；当Si添加量增加到0.075和0.1时，形成了包括硅化物相和二次BCC相的共晶组织。初生BCC相呈现树枝状形貌，加入Si使其细化；当Si添加量由0增加到0.1时，晶间区的体积分数由12.22%增加到18.13%。 Si的加入使NbMoTiVW合金的抗压强度由2 242 MPa提高到2 532 MPa，屈服强度也随着Si的加入而提高，NbMoTiVWSi 0.1的屈服强度达到最大值2 298 MPa，但合金的断裂应变由15.31%降低到12.02%。随着Si的增加，合金的断裂机制由韧性和准解理混合断裂转变为解理断裂。Si的加入使合金的强化作用归因于初生BCC相的细化、次生BCC相的体积分数的增加以及共晶组织的形成。