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定向能量沉积制备 Ti6Al4V 凝固微观结构形成的确定性模型
金属增材制造（MAM）技术在制造与再制造行业中得到广泛应用，微观组织模拟逐渐凸显其重要性。传统的凝固微观组织模拟方法在MAM应用中都有其优缺点。本文建立了一种确定性凝固微观组织模型，即“侵入模型”，以避免传统方法的本质缺陷。该模型不模拟各个柱状晶粒的生长动力学或推导变量的场形式，而是关注相邻双晶之间的相互作用。在双晶系统中，晶界从热梯度方向的倾斜被理解为一个晶粒向另一个晶粒的瞬时侵入行为，而MAM形成过程中的竞争性晶粒生长行为则是双晶系统中所有侵入行为的总结。为了填补快速凝固理论的空白，利用人工神经网络（ANN）建立了快速定向凝固条件下各向异性生长效应的数据库。以采用线材送料定向能量沉积 (DED) 制备的具有完整树枝状柱状晶粒 (原始 β 晶粒) 的 Ti6Al4V 薄壁样品为基准，测试了新模拟模型的有效性。沿堆积方向重构的原始 β 晶粒的晶粒几何结构与模拟结果具有很好的一致性。在满足应用范围的情况下，该模型还可以应用于 MAM 的其他情况或与各种模型结合，以实现实时凝固晶体学特征预测。关键词：增材制造；微观结构；建模；凝固
激光金属沉积 Ti-6Al-4V 面铣削引起的表面完整性分析
激光金属沉积 (LMD) 是一种增材制造工艺，在制造和修复复杂功能部件方面表现出色。然而，为了提高表面质量和材料性能，生产的部件需要传统的机加工操作。由于样品在构建过程中受到高度局部的热输入，生产的部件中可能会出现局部材料性能的显著变化。这可能会影响 LMD 工艺生产的部件的可加工性。本研究旨在研究铣削工艺及其对 LMD 工艺生产的 Ti-6Al-4V 部件的表面完整性的影响。进行热处理是为了使材料的微观结构均匀化。以传统的 Ti-6Al-4V 作为参考材料样品。根据切削工艺参数，加工后的 LMD 部件的切削力和表面粗糙度分别比传统样品高 10-40% 和 18-65%。加工后的 LMD 样品中的压缩残余应力比传统样品高 11-30%。这些差异与测试部件之间的微观结构和晶粒尺寸差异有关。© 2020 作者。由 Elsevier BV 出版 这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）由第五届 CIRP CSI 2020 科学委员会负责同行评审
使用先进的深层激光扫描技术对增材制造的 Ti6Al4V 扫描电子显微镜图像进行实时数据驱动的微观结构缺陷检测
由于缺乏全面的数据集和缺陷类型的多样性，自动检测增材制造的 Ti6Al4V 材料中的微观结构缺陷面临巨大挑战。本研究介绍了一种应对这些挑战的新方法，即开发专门针对扫描电子显微镜 (SEM) 图像的微观结构缺陷数据集 (MDD)。我们使用此数据集训练和评估了多个 YOLOv8 模型（YOLOv8n、YOLOv8s、YOLOv8m、YOLOv8l 和 YOLOv8x），以评估它们在检测各种缺陷方面的有效性。主要结果表明，YOLOv8m 在精度和召回率之间实现了平衡，使其适用于可靠地识别各种缺陷类型中的缺陷。另一方面，YOLOv8s 在效率和速度方面表现出色，尤其是在检测“孔隙”缺陷方面。该研究还强调了 YOLOv8n 在检测特定缺陷类型方面的局限性以及与 YOLOv8l 和 YOLOv8x 相关的计算挑战。我们的方法和发现有助于科学地理解增材制造中的自动缺陷检测。MDD 的开发和 YOLOv8 模型的比较评估通过提供检测微结构缺陷的强大框架来推进知识水平。未来的研究应侧重于扩展数据集和探索先进的 AI 技术，以提高检测准确性和模型泛化能力。
机器学习助力定向能量沉积 Ti6Al4V 材料竞争性晶粒生长行为研究
摘要 钛合金定向能量沉积 (DED) 因其在自由成型和再制造方面的灵活性而成为一种快速发展的技术。然而，沉积过程中凝固微观组织的不确定性限制了其发展。本文提出了一种人工神经网络 (ANN) 来研究晶界倾斜角与三个致病因素（即热梯度、晶体取向和马兰戈尼效应）之间的关系。在田口实验设计下进行了一系列线材 DED、光学显微镜 (OM) 和电子背散射衍射 (EBSD) 实验，以收集 ANN 的训练和测试数据。与传统的微观结构模拟方法相比，本文开发的策略和 ANN 模型被证明是一种描述 DED 制备 Ti6Al4V 中竞争性晶粒生长行为的有效方法。它们可用于实现定量微观结构模拟，并扩展到其他多晶材料凝固过程。
多层烧结Ti6Al4V合金表面微裂纹及微观组织
20. Santana, A.、Eres-Castellanos, A.、Jimenez, JA 等人。“层厚度和激光发射模式对增材制造马氏体时效钢微观结构的影响”，《材料研究与技术杂志》，第 25 卷，第 6898-6912 页 (2023 年)。DOI：10.1016/j.jmrt.2023.07.114。
氧化锌纳米粒子涂层对钛6铝4钒（Ti-6Al-4V）固定正畸保持器基材的抗菌作用
摘要 目的 钛 6 铝 4 钒 (Ti-6Al-4V) 合金具有良好的生物相容性、优异的机械性能和卓越的耐腐蚀性，常用于医疗和正畸目的，作为主动正畸治疗后的固定保持器。钛缺乏抗菌特性且具有生物惰性，这可能会影响此类材料在生物医学应用领域的使用。细菌粘附在正畸保持器表面是感染的常见第一步；接着是细菌定植，最后形成生物膜。一旦生物膜形成，它对药物和宿主免疫系统的防御机制具有很强的抵抗力，因此很难从正畸保持器中去除生物膜。本研究旨在测试氧化锌 (ZnO) 纳米颗粒涂层对 Ti-6Al-4V 正畸保持器上的抗菌作用。材料与方法采用电泳沉积法将粒径为10至30nm的ZnO纳米粒子涂覆在合金上。采用各种参数和表面特性测试来获得优化样品。对该样品进行微生物粘附光密度测试以检查变形链球菌、嗜酸乳杆菌和白色念珠菌的粘附。结果优化样品的ZnO浓度为5mg / L，施加电压为50 V，电极间距离为1 cm。与未涂层样品相比，ZnO涂层显著降低了微生物粘附，有效抑制了细菌生长。
添加性制造的Ti6al4v Eli
单点钻石加工（SPDM）产生其他生产方法无法匹配的光滑加工表面。虽然对用SPDM进行铸造合金的机制进行了充分探索，但添加性制造零件的SPDM领域仍在很大程度上都没有。这项工作揭示了对添加性钛合金的表面产生过程的新见解，特别是Ti6al4v额外的低间隙（ELI）合金工件。我们对芯片形态的检查揭示了一种独特的芯片去除方式，该模式以前未记录在现有文献中。在添加性的TI6AL4V ELI工件的SPDM中，鉴定出在工具耙面上流动的芯片中的许多毛孔和不连续性，表明在材料的塑料流中看到了周期性间歇性裂纹。为了检查这种现象，开发了有限元分析（FEA）模型。尽管FEA模型可以很好地解释文献中报道的Cast Ti6al4v Eli的SPDM的加工力学和芯片形态，但它未能描述在这项工作中加化性工件加工过程中获得的芯片形态。这种差异强调了针对加上制造组件量身定制的创新模拟方法的需求。这项研究中的实验性OB用途强调了芯片形成的独特形式，与常规的TI6AL4V合金加工过程相反。在较低的饲料中，存在短而不连续的芯片形成，外围的撕裂。相反，在较高的饲料下，观察到了长，连续的带状芯片形成。此外，一些典型的添加剂制造缺陷出现在加工表面和芯片上。通过优化SPDT参数，在Addi ti6al4v Eli工件上实现了大约11.8 nm的表面粗糙度（RA）值。这项工作提供了有关SPDM的化合物制造组件的机制的全新视角，为后续研究提供了垫脚石。
用不同过程产生的TI-6AL-4V焊缝的微结构和机械性能
摘要：缺陷和微观结构对TI-6AL-4V焊缝的机械性能的影响；等离子体电弧焊接；电子梁焊接；在目前的工作中研究了激光束焊接。评估了微硬度的不同焊接类型的机械性能；产量强度；最终的拉伸强度；延性以及在室温和升高温度下（200℃和250℃）的疲劳。的晶体学对不同焊接类型的微观结构进行表征，并进行了分裂研究以将缺陷对疲劳性能的影响联系起来。电子和激光束焊接比钨惰性气体焊接和等离子体弧焊接产生的微结构，更高的拉伸延展性和更好的疲劳性能。大毛孔和靠近标本表面的孔最不利于疲劳寿命。
定向能量沉积过程中通过层间铣削提高 Ti-6Al-4V 的延展性
增材制造 (AM) 通常会导致钛合金强度高但延展性差。混合 AM 是一种能够同时提高延展性和强度的解决方案。在本研究中，通过将定向能量沉积与层间加工相结合，实现了 Ti-6Al-4V 的混合 AM。通过检查微观结构、残余应力和显微硬度，可以解释层间加工如何在保持与打印样品相同的强度的同时使延展性提高 63%。层间加工在打印中引入了反复中断，从而导致加工界面处针状 α 板条在缓慢冷却下变粗。选择性加工层上的粗 α 板条增加了拉伸载荷下的位错运动并提高了整体延展性。本出版物中强调的结果证明了混合 AM 提高钛合金韧性的可行性。关键词：混合增材制造、铣削、定向能量沉积、钛 1. 简介
电排放加工对模拟体液中TI6AL4V腐蚀行为的影响
钛合金，例如Ti6Al4v，由于其有利的性质，在生物医学行业被广泛用于11种植入物应用。然而，这些合金在存在体液的情况下可以经历12种长期腐蚀，这是植入物13的关键问题，因为它会影响其时间pan。因此，本研究旨在检查体液中14 Ti6al4v的腐蚀性。高度期望的电气排放加工（EDM）技术15用于TI6AL4V样品制备的三种不同条件（油，去离子水，16和羟基磷灰石）混合在去离子水中）。通过微观结构分析，使用电化学17分析评估腐蚀。 结果表明，使用18种水和油产生的样品分别具有最佳和最低的腐蚀性。 在水中在EDM中形成的保护性氧化物第19层，而在油中产生了EDM的异质表面。 20，电容的增加导致氧化物层的增厚，从而增强了21种腐蚀性。 22腐蚀。结果表明，使用18种水和油产生的样品分别具有最佳和最低的腐蚀性。在水中在EDM中形成的保护性氧化物第19层，而在油中产生了EDM的异质表面。20，电容的增加导致氧化物层的增厚，从而增强了21种腐蚀性。22