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World File Search System高温合金
高温对激光金属沉积 IN718 修复磨损行为的影响
IN718 是一种在航空航天业中很受欢迎的镍基高温合金，具有良好的高温力学/耐腐蚀性能。使用 IN718 的激光金属沉积 (LMD) 修复已被广泛探索，但很少有研究深入研究其摩擦学方面。本研究检查了后处理的 IN718 涂层，模拟了快速修复，研究了它们的高温摩擦学行为。样品在不同负载和温度下进行了摩擦学测试。结果表明，扫描策略不会影响磨损行为。在高温下，接触区会形成釉层，根据其均匀性影响润滑和表面保护。尽管它具有有利的润滑能力，但在 400°C 和 50 N 力下，氧化碎片层缺乏机械稳定性。与环境条件相比，IN718 LMD 修复表现出增强的高温耐磨性，这归因于釉层。
René 88Dt 中疲劳裂纹萌生和短裂纹扩展的微观结构方面
在室温下研究了局部微观结构对多晶 René 88DT * 高温合金样品疲劳裂纹萌生和扩展的影响。在新型共振微弯曲疲劳装置中对微型样品进行了反向循环弯曲疲劳测试。通过取向映射、扫描电子显微镜和共聚焦显微镜对表面微观结构进行同时分析，可以直接对与滑移和滑移带形成、微裂纹萌生和短裂纹扩展相关的特定微观结构位置进行实验测量。观察到的潜在机制是：在具有最高分辨剪切应力的 {111} 平面上滑移，随后在定向为高剪切并经历弹性不相容的大晶粒中优先沿孪晶边界（但不在孪晶边界）萌生微裂纹，并在相邻晶粒中具有高分辨率剪切应力的 {111} 平面上裂纹连续扩展。对许多短的非扩展裂纹的分析表明裂纹在高角度晶界处停止。
3D金属打印过程中组织转变的研究
Inconel 625 是一种镍基高温合金，由于其耐腐蚀性以及良好的机械性能（如高温下的强度和抗热蠕变性），广泛应用于航空航天、海洋和化学应用[1, 2]。该合金以镍基为主，主要合金元素含量较高，包括：Cr、Mo、Nb、Ta、Fe。 Inconel 625 中的主要相是面心立方 γ 相，此外，根据位置、温度和化学成分的不同，还有 γ”、Ni 2 (Cr,Mo)、δ、碳化物、μ 和 laves 相[3]。用 Inconel 625 制造具有复杂形状的零件始终是一个巨大的挑战，因为 Inconel 625 具有低导热性、差的可加工性和高硬度[4, 5]。然而，Inconel 625 具有良好的可焊性，是高能加工方法的首选[6]。 3D 金属打印工艺是利用逐层金属沉积的方法根据数字模型（CAD 模型）制造零件的过程 [7, 8]。在过去的十几年中，利用金属粉末和激光束作为热源的金属3D打印工艺可以生产形状复杂的金属零件，不仅在基础研究而且在工业应用中得到了广泛的应用[9,10]。
金属
摘要：对采用选择性激光熔化 (SLM) 技术制备的 Inconel 718 (IN718) 高温合金样品进行不同的加热循环，并研究其微观结构特征。选定的加热速率范围从 10 ◦ C / min 到 400 ◦ C / s，代表焊接增材制造试件热影响区 (HAZ) 中的不同区域。采用差示热分析 (DTA)、高分辨率膨胀仪以及激光共聚焦和电子显微镜相结合的方法研究了第二相的析出和溶解以及微观结构特征。为此，从与支撑接触的底部到顶表面研究了增材制造试件的微观结构。结果表明，在高加热速率下，γ”和δ相的溶解延迟并转移到更高的温度下。微观结构分析表明，枝晶间区域的 Laves 相在靠近样品表面的特定区域分解。确定这些区域的厚度和面积分数与施加的加热速率成反比。提出了一种可能的机制，该机制基于加热速率对枝晶间区域和枝晶核心中 Nb 扩散的影响，以解释观察到的微观结构变化。
增材制造
激光增材制造，通常称为激光3D打印（L3DP），在近净成形制造以及修复由单晶或定向凝固高γ′含量（> 60 %）镍基高温合金组成的燃气涡轮发动机部件方面具有巨大潜力[1]。根据送粉策略，L3DP可分为直接能量沉积（DED）或粉末床熔合（PBF）。由于热源集中且热输入减少，在DED和PBF过程中都会出现与构建方向平行的陡峭温度梯度，从而有利于外延晶体沿基板金属取向生长。同时，在DED和PBF工艺的快速凝固中，可以生成长度从纳米到亚毫米的异质微观结构[2-5]。这些是通过传统制造方法无法实现的。 L3DP 固有的高冷却速度严重抑制了二次枝晶臂的生长，因此在缺乏晶体取向知识的情况下很难区分胞状结构和枝晶 [6]。因此，术语“胞状结构”通常用于表示 3D 打印合金中的胞状/枝晶结构。细胞结构
增材制造过程中残余应力预测方法的比较研究
界面系统（NFIS）用于预测航空工业铝部件的残余应力 [5]。Chukwujekwu 等人使用有限元分析预测了 6Al-4V 钛基工件的残余应力 [6]。Meyghani 等人对基于 ABAQUS、ANSYS 和 FLUENT 的搅拌摩擦焊接模拟结果进行了比较研究 [7]。Kortabarri 等人比较了 Inconel 718 基工件的应力集中 [8]。Mukherjee 等人发现可以通过减小 AM 过程中基材层的厚度来控制应力 [9]。Huang 等人提出了一种预测正交切割过程中残余应力的模型 [10]。Yang 等人研究了激光床熔合过程中产生的残余应力 [11]。在分析残余应力水平时，考虑材料的热性能和机械性能非常重要。Megahed 等人展示了气泡在镍基高温合金中滞留的影响，如图 1 所示 [12]。制造工艺有多种方法，必须找到对产品影响最小的最佳方法，以降低热残余应力。因此，本研究的重点是确定预测 AM 中残余应力的最佳方法。
一种生产 NiCrAlY 粘合涂层的新方法 - ...
本研究首次研究了通过选择性激光熔化 (SLM) 直接在由 SLM 生产的 IN625 基体上生产 NiCrAlY 粘结涂层材料的可行性。通过改变激光功率 (P) 和扫描速度 (v) 进行了典型参数优化。对 15 种不同的 P/v 条件进行了单线扫描轨迹和双层涂层分析。定义了几个标准来选择合适的 SLM 参数。结果表明，底层基体发生了明显的重熔，这是 SLM 制造的典型特征。这导致了中间稀释区的形成，其特征是 IN625 高温合金基体和 NiCrAlY 粘结层之间发生了大量混合，表明冶金结合优异。最佳加工条件为 P = 250 W 和 v = 800 mm/s。它产生了一个致密的 242 μm 厚的粘结层，其中包括一个 36% 的稀释区。 SLM 加工的 <NiCrAlY- IN625> 系统呈现出平滑的显微硬度分布，从粘结层的 275 Hv 略微增加到基材的 305 Hv。在系统中发现相之间的 Al 浓度分布逐渐增加，残余应力水平较低。这表明 SLM 可能是一种有价值的替代制造工艺，用于粘结层系统，从而促进高温应用中的出色附着力。
通过...强化增材制造的 Inconel 718
我们报告了使用激光粉末床熔合 (LPBF) 对镍基高温合金金属基复合材料 (Ni-MMC) 进行增材制造 (AM) 的方法。通过高速搅拌机分簇和球磨原样 SiC 纳米线 (2 vol%) 和 Inconel 718 合金粉末来制备含纳米陶瓷的复合粉末，从而在 Inconel 颗粒表面产生均匀的 SiC 装饰。对打印样品的分析表明，SiC 纳米线在激光熔化过程中溶解，导致 Nb 和 Ti 基硅化物和碳化物纳米颗粒的原位形成。这些原位形成的纳米颗粒使 AM Inconel 718 的凝固微观结构更理想，打印缺陷（裂纹和孔隙）更少，晶粒尺寸略有细化。与未添加 SiC 的参考样品相比，打印的 Ni-MMC 的机械特性表明，硬度、屈服强度（增加 16%）和极限拉伸强度（σ UTS ，增加 12%）均显著增加。经过热处理后，与经过相同处理的未增强材料相比，相同的复合材料样品的 σ UTS 高 10%，同时总拉伸伸长率保持约 14%。我们认为，这种原位沉淀物形成为强化增材制造的高温材料提供了一种简单有效的方法，可用于能源和推进应用中日益恶劣的环境。
原位生成 Yb2Si2O7 环境屏障涂层，用于保护下一代燃气轮机中的陶瓷部件
除了结构紧凑、维护成本低之外，燃气轮机还可以使用多种燃料源，这使其成为高效生产能源的自然选择。 因此，在过去 40 年里，燃气轮机在电力行业（包括公用事业、工业工厂以及航空业）中的应用越来越广泛。 [6] 在联合循环运行中，当入口温度超过 1400°C 时，效率可高达 63%。 [2] 因此，人们采用了不同的策略来保护当前使用的镍基高温合金，例如沉积氧化钇稳定化氧化锆热障涂层 (TBC) 和强化薄膜冷却。然而，当考虑长时间使用（t>10000h）时，这一标准并不现实，因为TBC在900°C以上时会快速蠕变，再加上其热膨胀系数（CTE）与合金的热膨胀系数相差很大，会增加剥落的风险，并限制金属基部件在涡轮发动机中的使用。[7–10] 尤其是设想未来的燃气轮机将使用氢或氨等无碳燃料源，水蒸气是燃烧的主要产物之一，会加剧这些合金的降解。[5,11–13] 因此，为了减少温室气体排放和提高燃气轮机效率，需要用更坚固、耐氧化和腐蚀的材料来替代它们，这些材料可以在更高的温度下使用。由于密度低、热膨胀系数低（3-5.5×10−6K−1）、抗高温蠕变性和熔点高，Si3N4、SiC、SiC/SiC复合材料等非氧化物硅基陶瓷在燃烧环境中的应用非常突出[14–21]。
过程补偿共振测试 (PCRT) 反演...
摘要。数字孪生范式基于这样的理念：通过创建真实组件的忠实虚拟对应物，可以更好地预测和监控组件的使用寿命和性能，从而提高最终产品的安全性和成本。此类模型需要准确输入零件的初始材料状态以及整个使用寿命中的使用中载荷和损坏状态。零件的共振频率与零件的材料状态和损坏状态相关。类似地，共振频率的变化与使用中载荷和损坏导致的零件材料状态的变化相关。过程补偿共振测试 (PCRT) 利用这些物理关系，使用测量的组件共振频率执行无损评估 (NDE) 和材料特性分析。先前的研究已经建立了模拟材料性能变化、晶体取向和损伤状态对共振影响的技术，以及量化从模型输入到输出的不确定性传播。本研究考察了使用 PCRT 模型反演来获取材料特性和校准真实组件的数字孪生。首先使用尺寸和质量测量为单晶镍基高温合金样品群创建数字孪生实例。然后，在从物理对应物收集共振光谱后，采用模型反演技术来估计每个部件的弹性性能和晶体取向。然后用模型反演输出校准数字孪生。随后通过将反演结果与统计上显著的物理样本群的共振和 x 射线衍射测量进行比较来验证这些数字孪生。结果突出了特定部件材料特性对数字孪生性能的价值，以及 PCRT 评估和提高数字孪生保真度的能力。