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World File Search System能量沉积
层内孔隙率及相变对直接能量沉积增材制造316L不锈钢腐蚀疲劳的影响
摘要：使用线材的直接能量沉积 (DED) 工艺被认为是一种可以以可承受的成本生产大型部件的增材制造技术。然而，DED 工艺的高沉积速率通常伴随着较差的表面质量和固有的打印缺陷。这些缺陷会对疲劳耐久性和抗腐蚀疲劳性产生不利影响。本研究的目的是评估相变和打印缺陷对通过线材激光增材制造 (WLAM) 工艺生产的 316L 不锈钢腐蚀疲劳行为的关键影响。为了进行比较，研究了具有规则奥氏体微观结构的标准 AISI 316L 不锈钢作为对应合金。使用 X 射线微断层扫描 (CT) 分析的三维无损方法对打印缺陷的结构评估。通过光学和扫描电子显微镜评估微观结构，而通过循环动电位极化 (CCP) 分析和浸没试验评估一般电化学特性和腐蚀性能。使用旋转疲劳装置检查了在空气和模拟腐蚀环境中的疲劳耐久性。得到的结果清楚地表明，与 AISI 同类合金相比，WLAM 工艺生产的 316L 合金的腐蚀疲劳耐久性较差。这主要与 WLAM 合金的缺点有关，即具有双相微观结构（奥氏体基体和二次 delta-铁素体相）、钝化性降低以及层内孔隙率显著增加，而层内孔隙率是疲劳裂纹的应力增强因素。
激光直接能量沉积制备多层复合材料 Ti-6Al-4V/Cp-Ti 合金
对于T型样品，热处理后裂纹扩展能量增加2倍（从约23 J增加到约46 J），这是由于裂纹起始能量和裂纹扩展能量重新结合，裂纹扩展能量增加所致。动态载荷图分析表明，热处理后，出现了尖锐的载荷点（视为裂纹起始载荷），下一个载荷峰值表征了新裂纹的起始，如图8a和8d所示。在层状材料中也观察到了类似的材料行为[30]。对样品的原始状态和退火状态进行比较，发现其他材料在热处理后形成了多个裂纹
通过直接能量沉积在 H13 工具钢和 DIN CK45 上生产 18Ni300 马氏体时效钢
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无量纲分析选择定向能量沉积……
人们对用于制造和修复薄壁结构的定向能量沉积工艺的兴趣日益浓厚，这促使人们更深入地了解该方法的基本构造块的特性：覆层形成。在本研究中，研究了通过沉积 316L 不锈钢 (SS316L) 粉末获得的覆层，其中三个不同的工艺参数是激光功率、激光移动速度和粉末质量流速。通过每个参数的宽样本范围来确保可重复性。从数据测量来看，覆层的平均硬度接近 SS316L 材料的典型 200 Hv，表明 Hall-Petch 效应占主导地位。研究还表明：(i) 激光功率是影响覆层深度的最重要因素，但对覆层厚度影响不大。(ii) 激光移动速度是影响覆层高度的主要参数。 (iii) 粉末质量流速往往会通过厚度增加来补偿深度减少，因此对包层高度没有明显影响。观察到增加激光功率是防止在零稀释下形成包层的最有效方法，零稀释是衡量打印包层与基材结合程度的指标。从 SS316L 包层组得出了无量纲分析。通过使用不同的不锈钢数据集进行验证并推断到更大的参数范围，证明该分析能够促进工艺参数的选择，以满足对包层尺寸的给定要求。由于其应用直观，该分析有可能被用作标准的预打印工具，以提高成功率，从而改善制造周转时间。
铝粉老化对定向能量沉积的影响
铝合金在增材制造中的应用因其先进的几何形状和轻量化应用而备受关注。在定向能量沉积中，粉末原料用激光束处理，这提供了很高的工艺灵活性。然而，由于铝合金对氧化和孔隙率的敏感性，粉末原料在储存或回收后老化仍然是一项根本挑战。为了研究这些影响，AlSi10Mg 粉末批次在不同条件下老化，并通过定向能量沉积进行处理。结果表明，粉末老化不会显著改变颗粒尺寸或形态，但它会在粉末中引入更多的氧和氢。颗粒的氧化降低了粉末对激光束的吸收率，增加了熔池的润湿性，从而影响了轨迹几何形状。在从老化粉末中沉积的材料中观察到 3.5 到 4.2 倍的孔隙率，这很可能是由于老化粉末中氢含量增加而导致的氢孔。用老化粉末制造的部件的拉伸性能显示屈服强度降低 19.0%，极限强度降低 14.2%，伸长率提高 99.2%，这很可能是由于微观结构变粗和孔隙率增加造成的。2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。
直接能量沉积过程中熔池动态分析的数值模拟
图2为直接能量沉积过程中单通道单层熔覆层的外观图及相应时刻的熔池XZ截面和YZ截面图（红色虚线框内为XZ截面，黑色虚线框内为YZ截面）。从图2（a）可以看出，t=0.13时基体处于预热状态，这是为了保证粉末颗粒在熔池中初步完全熔化。由图可知，热源作用于基体时，基体受热比较均匀，热影响区具有很高的对称性，说明高斯热源在数值模型中具有良好的效果。随着金属粉末颗粒进入熔池，熔覆层逐渐形成，熔池最高温度可达3000K左右，如图2（b）所示。
在钛合金粉末的定向能量沉积过程中的烧结形成
在使用钛合金粉末时，在定向能量沉积（DED）添加剂制造，粉末聚集和烧结时可能会发生在熔体池之外。使用原位同步子射线照相术，我们研究了池周围发生Ti6242粉末的烧结的机制，进行了一项参数研究，以确定激光功率和阶段遍历速度对烧结速度的影响。结果表明，尽管后者也降低了沉积层的厚度，但可以使用高激光功率或增加阶段横向速度来减少有害的烧结。DED期间烧结的机理被确定为激光束中粉末颗粒的飞行加热。在本研究中探索的加工条件下颗粒加热的计算证实，粉末颗粒可以合理地超过700℃，即Ti表面氧化物溶解的阈值，因此如果未掺入熔体池，则粉末容易烧结。沉积表面上烧结粉末层的堆积导致缺乏融合孔。为了减轻烧结的形成及其对DED组件质量的有害影响，至关重要的是，粉末输送点面积小于熔体池，以确保大多数粉末土地在熔体池中。
铝粉老化对定向能量沉积的影响
铝合金在增材制造中的应用因其先进的几何形状和轻量化应用而备受关注。在定向能量沉积中，粉末原料用激光束处理，这提供了很高的工艺灵活性。然而，由于铝合金对氧化和孔隙率的敏感性，粉末原料在储存或回收后老化仍然是一项根本挑战。为了研究这些影响，AlSi10Mg 粉末批次在不同条件下老化，并通过定向能量沉积进行处理。结果表明，粉末老化不会显著改变颗粒尺寸或形态，但它会在粉末中引入更多的氧和氢。颗粒的氧化降低了粉末对激光束的吸收率，增加了熔池的润湿性，从而影响了轨迹几何形状。在从老化粉末中沉积的材料中观察到 3.5 到 4.2 倍的孔隙率，这很可能是由于老化粉末中氢含量增加而导致的氢孔。用老化粉末制造的部件的拉伸性能显示屈服强度降低 19.0%，极限强度降低 14.2%，伸长率提高 99.2%，这很可能是由于微观结构变粗和孔隙率增加造成的。2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。
电子束定向能量沉积制备 Ti60 合金的化学成分、微观结构、拉伸和蠕变行为
摘要：电子束定向能量沉积（EB-DED）是一种很有前途的制备大尺寸、完全致密和近净成形金属部件的制造工艺。然而，对于钛合金的 EB-DED 工艺了解有限。在本研究中，通过 EB-DED 制备了近 α 高温钛合金 Ti60（Ti-5.8Al-4Sn-4Zr-0.7Nb-1.5Ta-0.4Si）。研究了制备的合金的化学成分、微观结构、拉伸性能（室温和 600 ◦ C）和蠕变行为，并将其与传统锻造层状和双峰对应物进行了比较。结果表明，Al 和 Sn 的平均蒸发损失分别为 10.28% 和 5.01%。成品合金的微观结构以粗柱状晶粒、层状 α 和在 α / β 界面处析出的椭圆硅化物为特征。在拉伸性能方面，无论是在室温还是在 600 ◦ C 下，垂直试样的强度都低于水平试样，但延展性却高于水平试样。此外，在 600 ◦ C 和 150 MPa 条件下测量的 EB-DED Ti60 合金在 100 小时的拉伸蠕变应变在原有和沉积后的 STA 条件下小于 0.15%，符合变形 Ti60 合金的标准要求。EB-DED Ti60 合金的抗蠕变性能优于其变形双峰合金。
激光定向能量沉积中基于多保真度替代的不确定性量化过程映射
摘要：涉及高斯过程 (GP) 的多保真度 (MF) 替代物用于设计激光定向能量沉积 (L-DED) 增材制造 (AM) 中的时间过程图。过程图用于建立熔池特性（例如熔池深度）与工艺参数（例如激光功率和扫描速度）之间的关系。MFGP 替代物涉及高保真度 (HF) 和低保真度 (LF) 模型。选择 Autodesk Netfabb ® 有限元模型 (FEM) 作为 HF 模型，而选择 Eagar-Tsai 开发的分析模型作为 LF 模型。结果表明，MFGP 替代物能够成功地融合不同保真度模型中存在的信息，以设计时间前向过程图（例如，给定一组真实深度未知的工艺参数，熔池深度是多少？）。为了扩展新开发的建立时间逆过程图的公式（例如，为了实现所需的熔池深度，但不知道真实工艺参数，那么作为时间函数的工艺参数的最佳预测是什么？），在计算预算约束下，通过将 MFGP 代理与贝叶斯优化 (BO) 相结合来进行案例研究。结果表明，与单精度 (SF) GP-BO 相比，MFGP-BO 可以显著提高优化解决方案的质量，同时降低计算预算。与仅限于开发稳态正向过程图的现有方法相比，当前的工作成功地展示了在 L-DED 中实现结合不确定性量化 (UQ) 的时间正向和逆过程图。