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直接能量沉积功能梯度材料的金相及加工特性研究
摘要：定向能量沉积 (DED) 是金属增材制造 (AM) 中的关键工艺，具有创建功能梯度材料 (FGM) 的独特能力。FGM 凭借其性能优化、减少材料缺陷和解决连接问题等优势，在高价值行业中引起了极大关注。然而，后处理仍然是一个关键步骤，这表明需要进一步研究以了解 FGM 的可加工性。本文重点分析了基于不锈钢 316L (SAE 316L) 和 Inconel 718 的 FGM 的制造和加工特性。FGM 的制造从 100 wt.% 的 SAE 316L 开始，通过逐步增加 20 wt.% 的 Inconel 718 并同时减少 SAE 316L 来调整成分比。在 FGM 制造完成后，通过硬度测试、光学微观结构测量、能量色散光谱 (EDS) 和 X 射线衍射 (XRD) 全面分析了微观结构和机械性能。为了研究后处理方面，使用两种不同的铣削方法（向上和向下铣削）和加工路径（从 SAE 316L 向 Inconel 718，反之亦然）进行了端铣削实验。平均切削力在向上铣削时达到峰值 148.4 N，在向下铣削时降至 70.5 N，刀具磨损测量进一步提供了在使用 SAE 316L 和 Inconel 718 的 FGM 时最佳铣削方向的见解。
激光冲击锻造——一种旨在控制激光金属沉积中残余应力的新型原位方法
该类方法相对于LSP或“3D LSP”的不同之处在于，通过调整两束激光之间的距离，激光冲击喷丸可以作用于材料温度冷却到锻造温度范围（通常为800 ℃-1250 ℃）的区域，就像锤子锻造刚被扫描激光束沉积的金属一样。在锻造温度范围内，材料容易屈服，可以诱发较大的拉伸塑性应变。此外，它是一种原位和非接触式强化方法，相比之下，LSP或“3D LSP”不是原位的，需要仔细重新调整构建的部件，而超声波振动需要接触焊接道次，这不适合AM工艺。
通过直接能量沉积将光纤传感器嵌入金属部件中
光纤可用作应变和温度传感器，在结构健康监测中引起了广泛关注，尤其是在大型土木工程和基础设施应用中 [1, 2, 3]。最近，人们对将光纤用于嵌入式传感应用产生了兴趣，用于小型金属零件在工程应用中监测应变和/或温度分布。增材制造工艺非常适合嵌入光纤，因为它们可以在光纤周围或上方沉积材料。因此，光纤传感器可以放置在零件内部，从而获得更详细的应变和温度信息。此外，通过使用光频域反射法 (OFDR)，一种能够确定沿光纤长度分布应变测量值的传感技术，可以通过嵌入在零件中的光纤传感器连续确定应变分布和集中度。
层间停留时间对定向能量沉积残余应力的影响
摘要 各行业采用金属增材制造受到沉积部件中残余应力和变形的阻碍。定向能量沉积过程中的大热梯度通常会导致最终沉积物中出现残余应力。参数优化主要用于缓解残余应力。然而，工艺参数的影响是材料特定的。当前的研究旨在研究层间停留时间对高强度钢合金定向能量沉积中残余应力的影响。样品以三个层间停留时间水平沉积。使用 X 射线衍射测量表面和体积残余应力。发现表面和体积残余应力都随着层间停留时间的增加而增加。
通过化学束蒸气沉积对高质量外延锂薄膜的有效优化：阳离子化学计量的影响
Niobate锂是其具有挑战性的功能性能的特殊材料，可以适合各种应用。然而，到目前为止，在蓝宝石底物上生长的高品质200毫米li x nb 1-x o 3薄片迄今为止从未报道过这限制了这些潜在应用。本文报告了蓝宝石（001）底物在组合构造中通过化学梁蒸气沉积在蓝宝石（001）底物上对高质量的薄膜沉积的有效优化。使用此技术，LI/NB的流量比可以从单个晶圆上调整≈0.25至≈2.45。在膜的胶片（不同阳离子比）的不同区域进行了各种互补特征（通过不同的效果，显微镜和光谱技术），以研究阳离子化写计数器对纤维属性的影响。接近阳离子化学计量学（Linbo 3），外延纤维具有高质量（尽管有两个平面域，但低镶嵌性为0.04°，低表面粗糙度，折射率和带隙接近散装值）。偏离化学计量条件，检测到次级相（富含NB的流动比的Linb 3 O 8，Li 3 NBO 4具有部分非晶化的Li-foW流比）。linbo 3薄膜对于数据通信中的各种关键应用程序都具有很高的兴趣。
通过直接激光金属沉积过程的薄壁316L不锈钢钢丝625的功能分级添加剂制造：表征和评估
摘要：直接激光金属沉积（DLMD）是一种最先进的制造技术，用于在这项研究中制造316L不锈钢/inconel 625功能分级材料（FGM）。对于这些材料在行业中的实际应用，过程参数对几何特征和表面粗糙度的影响需要更多的研究。通过更改每一层中316升不锈钢/inconel 625的比例，该女性FGM是在五层中加上五层制造的。研究了激光功率对几何特性，身高稳定性和表面粗糙度的影响。研究了微观结构分析和微硬度填充。结果表明，尽管有较高的固定速率，但合金元素的分离发生了。还发现，增加激光功率将增加梯度壁的高度，宽度，高度稳定性和表面粗糙度。在最高激光功率（280 W）处，沉积层的最大宽度和高度分别为1.615和6.42 mm。在220 W的激光功率下，将获得最小的表面粗糙度（R a =105μm）和最佳的高度稳定性（0.461 mm）。在225-277 HV范围内的各个部分的各个部分中，显微硬度值将有所不同。
增材制造指南 — 设计 — 定向能量沉积 1
定向能量沉积 (DED) 描述了一类增材制造 (AM) 工艺，其中聚焦热能用于在沉积材料时熔化材料，这在指南 F3187 中有详细描述，并提供了除既定工艺之外的额外制造选项。DED 有可能减少制造时间和成本，并提高零件功能性。通常，DED 用于处理金属原料以执行以下任务之一：制造净形状和近净形状零件、在常规加工的零件上制造特征、进行表面改性（包覆）以防止磨损和腐蚀，或通过向破损或磨损的零件添加金属来修复金属零件。DED 工艺根据几个维度而有所不同，包括原料类型（线材或粉末）、能量源（激光、电子束、电弧、等离子）、能量源数量和机器架构。一些实施方案包括减材工艺，以将零件和特征加工成最终尺寸。一些实施方案利用一个或多个实时传感器来监控各种性能指标，例如熔池温度或尺寸。从业者了解传统的、长期存在的制造工艺（例如切割、连接和成型工艺，例如通过机械加工、焊接或铸造）的优势和劣势，并在设计阶段和选择制造工艺时给予适当的考虑。就 DED 和 AM 而言，设计和制造工程师的经验通常有限。没有与传统工艺相关的限制，DED 的使用为设计师和制造商提供了高度的自由度，这需要了解该工艺的可能性和局限性。本设计指南通过提供有关 DED 零件和特征的典型特征的信息、对这些特征基于工艺的原因的见解以及对工艺能力和局限性的理解，为不同的 DED 技术提供指导。这些信息和理解应该为设计师提供指导，他们可以利用这些指导来利用 DED 功能、绕过限制进行设计并避免工艺缺点。本文件扩展了 ISO/ASTM 52910（通用设计指南），并补充了金属和聚合物材料的粉末床熔合设计指南（ISO/ASTM 52911-1 和 -2），以及正在开发的其他工艺特定设计指南。此外，它专门针对 F3187 指南中的通用 DED 描述并以此为基础。
反应性沉积与强静电吸附（SEA）：光催化H2生成中高度活跃的单原子共催化剂的关键
近年来，单个原子（SAS）的使用已成为光催化H 2代的迅速增长。在这里，Sa Noble金属（主要是PT SA）可以充当高度有效的共同催化剂。用最大分散的SA染色氧化物半导体表面的经典策略依赖于合适的贵金属配合物的“强静电吸附”（SEA）。在TIO 2的情况下 - 经典的基准光催化剂 - SEA需要吸附阳离子PT复合物，例如[（NH 3）4 pt] 2 +，然后对表面结合的SA进行热反应。虽然在文献中广泛使用，但在目前的工作中，直接比较表明，基于SAS的还原性锚定为基于六氯铂（IV）酸（H 2 PTCL 6）的反应性依恋，而与SAS相比，与SAS相比，SAS在构造中直接导致SAS - 最有效的活动 - 最有效的活动 - 最有效的活动 - PT加载且没有任何热沉积治疗。 总体而言，这项工作表明，反应性沉积策略优于经典的海洋概念，因为它提供了直接的电子连接的SA锚定，因此导致光催化中高度活跃的单原子位点。，但在目前的工作中，直接比较表明，基于SAS的还原性锚定为基于六氯铂（IV）酸（H 2 PTCL 6）的反应性依恋，而与SAS相比，与SAS相比，SAS在构造中直接导致SAS - 最有效的活动 - 最有效的活动 - 最有效的活动 - PT加载且没有任何热沉积治疗。总体而言，这项工作表明，反应性沉积策略优于经典的海洋概念，因为它提供了直接的电子连接的SA锚定，因此导致光催化中高度活跃的单原子位点。
低碳钢中重叠和振荡策略的电弧直接能量沉积的对称性分析
摘要：近几十年来，增材制造领域人气飙升，尤其是作为传统金属零件生产的可行替代方案。定向能量沉积 (DED) 是最有前途的增材技术之一，其特点是沉积速率高，其中电弧增材制造 (WAAM) 就是一个突出的例子。尽管 DED 具有诸多优势，但众所周知，其生产的零件表面质量和几何精度不佳，这一直是其广泛应用的主要障碍。这在一定程度上是由于对增材层产生的复杂几何形状缺乏了解。为了应对这一挑战，研究人员专注于表征增材层的几何形状，特别是焊珠的外部。本文通过比较两种不同的技术：振荡策略和重叠焊珠，专门研究了产生的壁的几何特征和对称性。
高分辨率3D应变和定向映射在定向能量沉积激光添加生产的Superaloy
激光添加剂制造（LAM）的工业化受到不良微观结构和高剩余应力的挑战，这些应力源自快速，复杂的固化过程。对控制变形模式的无损评估至关重要。在这里，我们使用深色场X射线显微镜（DFXM）来绘制3D地下的刻度内方向和应变变化，整个在定向能量沉积镍超合金中的表面上破裂的晶粒。DFXM结果揭示了在局部取向和晶格菌株方面具有高度异质的3D微结构。谷物包含≈5µm大小的细胞，具有交替应变态，高达5×10-3，方向差异<0.5°。将DFXM结果与电子反向散射的衍射测量结果进行了比较，从其截止谷物的截止晶粒进行了比较。我们讨论了LAM期间的微观结构发展，从而合理化了从加工过程中极端热梯度的变形图案的发展以及溶质分离的易感性。