基于新的实验观察结果,对影响316L不锈钢组件的激光粉末床融合添加剂制造的因素进行了全面分析。与现有的假设相反,研究表明,固化模式和粉末中纳米氧化物的存在都没有足以充分阐明观察到的谷物细化。相反,这项研究突出了强烈铁氧体形成组成与同时存在Mn-Si纳米氧化物之间的复杂相互作用,这是微结构改进过程的重要贡献者。这项研究探讨了涉及纳米氧化物的异质成核机制的作用,并为激光粉末床融合过程中的固化机制提供了新的见解,从而增强了我们对激光粉末床融合过程中微观结构控制的理解,并为高级材料工程提供新颖的观点。
本文旨在评估一种自热测试方法,用于表征单道厚度增材制造试件的疲劳性能。它还评估了微观结构取向相对于载荷方向对耗散行为和微裂纹起始的影响。所研究的 316L 不锈钢试件采用定向能量沉积技术制造,有两种配置:(i) 完全打印试件(2 个取向)和 (ii) 修复试件。本文首先介绍形态学和晶体学纹理分析,其次介绍一系列循环载荷下的自热测试。微观结构分析显示,晶粒伸长,其尺寸、形状和优选取向由工艺参数控制。循环拉伸载荷下的自热测量证明,可以通过红外测量对小规模、薄试件进行耗散估算。自热曲线可以成功地用 Munier 模型表示。此外,可以建立打印参数和自热结果之间的几种联系。例如,连续沉积层之间的垂直增量越小,平均
大多数当前的CSP植物都将硝酸盐盐混合物作为热存储介质。这些盐被用作纯粹明智的能量存储,在充电/放电周期期间,液态盐在冷水和冷罐之间抽水。由于硝酸盐降解为亚硝酸盐时发生的腐蚀引起的,这些系统限于大约560°C [2]。下一代CSP计划在更高的温度下运行,因此需要在650°C或更多的温度下运行的热量储能介质[1]。由于硝酸盐将在这些温度下分解,因此正在研究其他类型的盐,例如氟化物,氯化物和碳酸盐,以用于热量储能应用[3-7]。熔融氟化物盐已将大量研究重点视为传热液,并且是熔融盐反应器中核燃料的载体[8]。熔融氯化盐最近已经从CSP工业中获得了极大的兴趣,这主要是由于美国领导的GEN3 CSP项目,该项目旨在使用氯化物三元盐作为明智的热量储能培养基和高达800°C的温度下的热传递流体[9-12]。
在增材制造中,工艺参数直接影响材料的微观结构,从而影响所制造部件的机械性能。本文旨在通过在扫描电子显微镜 (SEM) 下结合高分辨率数字图像相关 (HR-DIC) 和电子背散射衍射 (EBSD) 图进行原位拉伸试验来表征局部微观结构响应,从而探索这种关系。所研究的样本是从通过定向能量沉积构建的双向打印单道厚度 316L 不锈钢壁中提取的。通过统计分析表征了晶粒的形态和晶体学纹理,并将其与该工艺的特定热流模式相关联。根据晶粒大小将其分为位于打印层内的大柱状晶粒和位于连续层之间界面的小等轴晶粒。原位拉伸实验的加载方向垂直于或沿打印方向进行,并展示不同的变形机制。对每个晶粒的平均变形的统计分析表明,对于沿构建方向的拉伸载荷,小晶粒的变形小于大晶粒。此外,HR-DIC 与 EBSD 图相结合显示,在没有单个或成簇的小晶粒的情况下,应变局部化位于层间界面处。对于沿打印方向的拉伸载荷,应变局部化存在
研究了通过定向能量沉积获得的打印 316L 不锈钢薄壁结构的机械性能。对从增材制造的方形管中获得的小样品进行现场拉伸和断裂试验,并以相对于部件构建方向的三个不同方向提取。尽管该工艺产生了强取向的微观结构,但与文献中常见的厚样品或抛光样品相比,打印样品表现出降低的各向异性。此外,使用一个简单的模型表明,通过仅考虑材料厚度变化模式(由层堆叠过程引起)可以解释降低的各向异性。使用经过调整的数字图像相关程序分析断裂试验,该程序根据实验计算的 J 积分评估样品的断裂韧性。使用时间反转,可以识别靠近裂纹路径区域的应变场。然后根据拉伸试验中确定的本构行为计算应力场。提出了一种正则化程序来强制应力平衡。最后,使用各种积分轮廓计算 J 积分,以验证其路径独立性。在此基础上,确定了近乎各向同性的断裂韧性。额外的扫描电子显微镜观察表明,断裂表面特征与样品方向无关。这种明显的各向同性可以通过驱动裂纹萌生和扩展的未熔合缺陷的各向同性分布来解释。
摘要 考虑通过电化学加工 (ECM) 对金属增材制造的 316L 不锈钢进行可加工性研究。这种材料用于汽车、航空航天、珠宝和生物医学行业的原型设计,这些行业需要根据具体情况定制组件。在本研究中,考虑了电压、电解质浓度、占空比和选择四个级别的 L16 正交阵列等 ECM 工艺参数进行优化。采用多标准决策加工方法,即基于熵的多目标优化,基于比率分析法进行性能分析。研究表明,为获得最佳加工性能,建议使用 14 V、35 gl -1 NaNO 3 电解质浓度和 90 % 的占空比。根据主效应表,最佳组合是 16 V、35 gl -1 电解质浓度和 60 % 的占空比。方差分析结果表明,占空比对加工性能的贡献约为27.06 1%,电压对加工性能的贡献约为24.015%,电解质含量对加工性能的贡献约为15.58%。利用扫描电子显微镜对每个微加工孔进行扫描,并拍摄不同分辨率的图像,以分析加工孔的质量。
Bilel Si Smail、Thomas Cailloux、Yann Quinsat、Wilfried Pacquentin、Srikanth Narasimalu 等。使用激光金属沉积修复不锈钢 316L 部件点蚀的综合方法。《制造工艺杂志》,2023 年,95,第 1-13 页。�10.1016/j.jmapro.2023.04.007�。�hal-04071595�
摘要:激光定向能量沉积 (L-DED) 是一种值得注意的增材制造方法,其中金属粉末通过喷嘴喷涂,然后使用激光逐层压实。与其他增材制造工艺不同,DED 对制造部件尺寸的限制较少,这使其有利于生产大型部件。然而,在增材制造中使用 DED 需要仔细优化各种工艺参数,包括激光功率、送粉速率、喷嘴扫描速度和沉积路径,因为这些参数会显著影响制造部件的几何形状和性能。最近的研究已经广泛调查了在不同能量密度下通过 DED 制造的部件的微观结构和性能,但对与送粉相关的变量的研究仍然缺乏。在本研究中,以粉末线密度 (PLD) 为参数,观察到在使用 STS316L 进行 DED 增材制造时,焊珠几何形状、微观结构和力学性能的变化以及送粉密度的变化。通过粉末进料速率和扫描速度控制,利用粉末线密度对 STS316L 合金粉末进行 1 线沉积,从而能够在沉积过程中观察焊珠的几何形状和熔池形状。此外,通过控制粉末线密度的 DED 制造方形样品,以观察由此产生的微观结构和机械性能。观察到,即使在相同的能量密度下,样品也会根据粉末线密度表现出不同的晶粒形貌、微观结构和机械性能,各向异性的变化尤其显著。这凸显了粉末进料密度作为与能量密度一起优化 DED 增材制造工艺的关键变量的重要性。本研究的结果有望通过调节粉末进料密度来帮助控制金属增材制造工艺中制造部件的各向异性和强度。
摘要:激光定向能量沉积(LDED)过程中,快速熔化和凝固通常会导致孔隙和粗大柱状枝晶的出现,从而降低沉积合金的性能。本研究引入原位超声轧制(UR)作为增强LDED试件耐腐蚀性能的创新方法,深入研究了组织特征及其与耐腐蚀性能的关系。研究结果表明,LDED-UR试件的孔隙率和尺寸均有所减少。在LDED-UR工艺产生的剧烈塑性变形的影响下,出现了完全等轴晶粒,其平均尺寸减小至28.61 μm(而柱状晶粒的LDED试件为63.98 μm)。与LDED试件相比,LDED-UR试件的耐电化学腐蚀性能明显提高。这种耐腐蚀性能的提高可以归因于小孔隙率低、富铬铁素体相细小且分布均匀,以及由于晶粒边界致密而形成了致密厚的钝化膜。微观结构与腐蚀行为之间相关性的洞察为提高 LDED 样品的耐腐蚀性能开辟了一条新途径。
摘要:添加剂制造是一个制造过程,它包括从一层从材料沉积中获得三维对象,这与常规的减法制造方法不同。电弧添加剂制造在制造金属零件的添加剂制造技术中脱颖而出。另一方面,过量的热量输入促进了剩余应力水平的增加,并且缺陷的发生,例如孔,空隙,缺乏融合和分层。这些缺陷在此过程中导致异常,例如电反应的干扰。因此,对于确保产品质量和证明此过程的高生产率特征,制造物品中缺陷和失败的检测至关重要。因此,这项工作旨在表征不同污染对电弧添加剂制造过程的电弧行为的影响,以及该过程制造的薄壁中微观缺陷的发生。为了研究金属预形成中缺陷的存在,使用实验条件来促进缺陷的出现,例如插入污染物。通过直方图和循环图来表示电弧行为分析,电压和当前时间数据,并根据短路的Vilarinho指数评估了弧稳定性。结果证实,可以通过电弧数据分析在线弧添加剂制造过程中识别污染的引入。有效地引入污染物引起了电弧干扰,导致制造缺陷的出现,例如夹杂物和孔隙度,通过金属图表观察到。
