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金属
摘要：采用激光定向能量沉积 (L-DED) 技术制备了接近全密度且无裂纹的 AISI H13 热作工具钢。研究了两种不同的热处理方案，即从成品 (AB) 状态直接回火 (ABT) 和回火前系统化和淬火 (QT)，并报告了它们对 L-DED H13 的微观结构、硬度、断裂韧性 (K app ) 和回火抗力的影响。为此，确定了最佳奥氏体化制度，并制作了回火曲线。在相似的硬度水平 (500 HV1) 下，QT 部件的 K app (89 MPa √ m) 高于 ABT (70 MPa √ m)。然而，这两个部件获得的断裂韧性值与锻造 H13 相当。考虑到高温奥氏体化过程中发生的微观结构均质化和再结晶，讨论了 QT 对应部件中稍大的 K app。 ABT 材料在 600 ◦ C 下的回火抗力与 QT 材料相比略有改善，但对于更长的保温时间（长达 40 小时）和更高的温度（650 ◦ C），ABT 表现出优异的耐热软化性能，这是由于其马氏体亚结构（即块尺寸）更细小、二次碳化物尺寸更细小以及二次 V（C,N）碳化物的体积分数更大。
使用 IN718 修复复杂形状涡轮叶片尖端的工艺开发
涡轮叶片运行过程中最常见的缺陷之一是叶尖磨损，这会导致叶片报废。增材制造 (AM) 可以通过激光材料沉积 (LMD，也称为直接能量沉积，DED) 工艺进行修复，从而避免成本高昂的整个叶片更换。由于该应用与工业相关，因此关于 LMD 工艺所用的确切沉积策略和工艺参数的信息非常有限。本研究中使用的叶片几何形状的特点是轮廓横截面在叶片高度上的变化。此外，轮廓围绕其骨架线中心旋转，这称为扭曲。此外，轮廓沿其肌腱线向前缘移动，这称为前扫。首先，确定一组合适的工艺参数，通过这些参数可以制造无孔隙和无裂纹的 IN718 基本探头。为了将这些参数转移到涡轮叶片上，研究了各种工艺策略，这些策略既考虑了敏感的叶片几何形状，也考虑了所用生产系统的运动学。这些策略包括轮廓和舱口轨道的调整、合适的飞入和飞出策略的设计，以及悬垂生产的措施。通过将修复后的叶片与其目标几何形状与光学测量进行比较，可以评估工艺后的形状精度。总之，所用的三维构建策略能够稳定地再现扭曲和前掠，并实现足够的加工余量。因此，所开发的工艺代表了复杂叶片几何形状的叶尖损伤近净形修复的基本解决方案，可应用于其他叶片几何形状。