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退火处理对选区激光熔化Inconel 718合金力学和疲劳性能的影响
摘要 采用选区激光熔化(SLM)成形技术制备Inconel 718合金并进行不同的退火处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射和MTS试验机研究了不同退火处理下选区激光熔化成形的Inconel 718合金的组织、力学性能和疲劳性能。结果表明：均匀化和双时效退火后的Inconel 718合金组织变化最为明显，合金组织以再结晶组织为主，组织中含有大量退火孪晶，晶界平整。选区激光熔化成形的Inconel 718合金经不同的退火处理后屈服强度、抗拉强度和显微硬度均有较大提高，而断后伸长率明显下降。 Inconel 718合金经双重时效退火和固溶双重时效退火后的疲劳性能略有提高,而均匀双重时效退火后的疲劳性能略有下降。
定向能量沉积制备 Inconel 718 的多尺度微观结构异质性和力学性能散射
定向能量沉积 (DED) 是一种增材制造技术，可以快速生产和修复具有灵活几何形状的金属零件。DED 期间热和材料传输的复杂性会产生不必要的微观结构异质性，从而导致零件性能分散。在这里，我们研究了使用不同沉积速率通过粉末吹制 DED 生产的 Inconel 718 在不同长度尺度上的微观结构变化。我们量化了零件内晶粒结构、纹理、成分和凝固结构的空间趋势，并将它们与硬度、屈服强度和杨氏模量的变化相关联，以突出凝固过程中热环境的影响。我们发现，使用高沉积速率时采用的高能量输入有利于沿构建和横向方向产生显着的微观结构异质性，这源于所使用的沉积策略产生的不对称冷却速率。我们还发现，在 Inconel 718 上采用的标准热处理不适合使微观结构均质化。这些结果对于开发工业相关的增材制造零件的构建速率策略具有重要意义。© 2021 作者。由 Elsevier BV CC_BY_NC_ND_4.0 出版
研究了针对激光粉末融合产生的Inconel 939超合金的后处理治疗。
本论文涉及由激光粉末融合（LPBF）处理的基于NI的Superalys Inconel 939（IN939）的研究。这是一个增材制造（AM）过程，它允许使用3D模型通过逐层过程获得最终组件。这使得有可能在单个过程中获得具有复杂几何形状的组件，减少成本，时间并获得比传统技术低的部分。IN939是一种基于NI的超级合金，特别适合在高温下应用，它可以成为航空涡轮叶片的良好候选者。IN939在高温下具有出色的机械特性和耐腐蚀和氧化的能力。在开始时，采用了过程参数的各种组合，例如激光功率，扫描速度，孵化距离。评估了不同条件的缺陷百分比，以确定最佳的过程参数集。在所有条件下，材料显示裂纹主要沿晶界形成。从缺陷的情况下，从缺陷的情况开始，进行了热等静止的压力（髋），以关闭裂缝和孔隙率。看来，髋关节在裂缝上有效，并将孔隙率降低到0.1％以下。之后，研究了经受溶解和不同老化步骤的样品的微观结构和硬度。在1160°C的温度下进行溶液4小时。之后，将碳化物溶解在伽马素基质中。最后的治疗方法是两种衰老，第一个在1000°C下为6H，第二个在800°C下持续4H，随后由于伽马素量相的沉淀而硬化了材料。最后，在每次热处理结束时对样品进行了硬度测试。硬度的趋势越来越高，从截止型条件的263.2 hb开始，在第二个老化结束时最多可达376 hb。还观察到，髋关节后的样品比溶解后的样品和第一次衰老处理更难。这是由于臀部由于髋部在晶界上沉淀的碳纤维所致，该髋部具有较大的尺寸，使材料更难但肯定更脆弱。
沉积策略和预热温度对采用 DED 工艺在 AISI 1045 基体上沉积的 Inconel 718 高温合金热机械特性的影响
摘要：热机械特性高度依赖于定向能量沉积 (DED) 工艺的沉积策略，包括沉积路径、道间时间、沉积体积等，以及基材的预热条件。本文旨在通过有限元分析 (FEA) 研究沉积策略和预热温度对采用 DED 工艺沉积在 AISI 1045 基材上的 Inconel 718 高温合金热机械特性的影响。针对不同的沉积策略和预热温度建立了 FE 模型来研究热机械行为。采用 16 种沉积策略进行 FEA。通过比较实验和 FEA 的温度历史来估算热沉系数，以获得合适的 FE 模型。研究了沉积策略对设计的小体积沉积模型中残余应力分布的影响，以确定可行的沉积策略。此外，还研究了沉积策略和预热温度对大体积沉积设计部件残余应力分布的影响，以预测合适的DED头沉积策略和合适的基体预热温度。
构建方向和几何优化对激光粉末床熔合具有内部通道的 Inconel 718 结构的影响
开发了一种激光粉末床熔合 (LPBF) 策略，用于在 Inconel 718 结构中制造具有高尺寸精度的小通道。特别关注了等效直径和形状因子等表面特性。通过系统地改变 LPBF 轮廓参数以及通道横截面，优化了外表面的固有表面质量。相对于构建平台，分析了上皮、垂直和下皮表面的平均算术粗糙度 Sa。同时，研究了构建方向对直径为 500 至 1000 毫米、构建方向从水平 (0 ) 到垂直 (90 ) 的通道上内部自由形状表面质量的影响。通过使用优化的液滴形横截面（该横截面与构建倾角呈函数关系），可以显著提高尺寸精度。对通道不同区域表面粗糙度的角度分析证实，这种改进的横截面减少了由于向内熔化而显示出特别高表面粗糙度的通道区域的比例。结合优化的轮廓处理策略，改进的通道在倾角低于 45° 时具有最佳性能。形状因子从 0.4 增加到几乎 0.9，即接近理想的圆形。2021 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。
提高Inconel 718的常规激光金属沉积过程的生产率和效率 - 第一部分：过程参数的影响
摘要可持续的能源过渡刺激了最大程度地减少材料和能源浪费的技术的开发，例如增材制造（AM）。激光金属沉积（LMD）是一种有希望的AM技术，但其复杂性和有限的自动化阻碍了其在生产链中的实现。为提高生产率，已经开发了高沉积率LMD（HDR-LMD）技术，需要先进的设备和强大的激光来源。相比之下，常规的LMD（C-LMD）过程更简单，实施便宜。这项研究旨在通过调节激光功率，扫描速度，粉末进料速率和Inconel 718单轨道上的秒距离来优化C-LMD的生产率和效率。一种创新的方法消除了切割标本以评估单个轨道的必要性，从而可以通过有限的操作员参与，使整体的几何形状和性能表征更快，更强大。进行了广泛的实验运动，以研究过程参数对轨道几何，生产力和效率的影响。多目标优化过程确定了参数组合，同时保持高效率和理想的外壳形状。该研究达到的沉积率范围从700至800 g/h，粉末集水效率在75％至90％之间。使用包括1775 W激光功率的参数，扫描速度在960到1140 mm/min，粉末进料速率在810至1080 g/h之间以及9 mm的秒距离。该研究还清楚地表明，可以进一步提高C-LMD过程性能。本文收集的发现是工作第二部分中进一步优化的基础，该研究的重点是多通邮政多层，并达到1500 g/h的沉积速率，从而促进了工业级别的C-LMD过程。
使用激光粉末融合和激光金属沉积
摘要以其几何自由度和准确性而闻名的激光粉床融合（LPBF）以及以高堆积速率而闻名的基于喷嘴的激光金属沉积工艺（LMD）的组合具有减少大型金属零件的添加性制造时间的巨大潜力。对于LPBF-LMD混合过程链的工业应用，有必要研究LMD过程对LPBF底物的影响。此外，构建板材还对沿添加剂制造工艺链的失真发生有很大的影响。在文献中，钢制构建板经常用于Inconel 718的基于激光的添加剂制造过程中，因为可以确保良好的冶金结合，同时降低制造板的生产和恢复成本。本文研究了由LMD材料沉积引起的变形以及沿混合添加剂制造工艺链的构建板材料的影响。双悬臂是由LPBF制造的，随后将一层放置在LMD中。失真均在井期和热处理后的状态下测量。确定不同LMD孵化策略对失真的影响。实验是使用镍基合金inconel 718进行的。结果显示了LMD路径策略对失真的显着影响，较短的工具路径会导致失真较少。热处理后的剩余失真在很大程度上取决于构建板的材料。
工艺参数变化对激光定向能量沉积吹粉法 Inconel 718 薄壁微观结构的影响
在 Inconel 718 的激光定向能量沉积 (L-DED) 中，所制造部件的微观结构在很大程度上取决于所应用的工艺参数和由此产生的凝固条件。大量研究表明，工艺参数沉积速度和激光功率对微观结构特性（如枝晶形态和偏析行为）有重大影响。本研究调查了当线质量（从而导致的层高）保持不变时，这些工艺参数的变化如何影响微观结构和硬度。这使得能够对使用相同层数但工艺参数截然不同制造的几何相似样品进行微观结构比较。这种方法的好处是，所有样品的几何边界条件几乎相同，例如特定于层的构建高度和导热横截面。对于微观结构分析，应用了扫描电子显微镜和能量色散 X 射线光谱，并以定量方式评估结果。沿堆积方向测量了微观结构特征，包括一次枝晶臂间距、沉淀 Laves 相的分数和形态以及空间分辨的化学成分。使用半经验模型，根据一次枝晶臂间距计算发生的冷却速率。应用了其他研究人员使用的三种不同模型，并评估了它们对 L-DED 的适用性。最后，进行了显微硬度测量，以对材料机械性能的影响进行基线评估。
输入高级陶瓷粉末加工中的新维度
摘要以其几何自由度和准确性而闻名的激光粉床融合（LPBF）以及以高堆积速率而闻名的基于喷嘴的激光金属沉积工艺（LMD）的组合具有减少大型金属零件的添加性制造时间的巨大潜力。对于LPBF-LMD混合过程链的工业应用，有必要研究LMD过程对LPBF底物的影响。此外，构建板材还对沿添加剂制造工艺链的失真发生有很大的影响。在文献中，钢制构建板经常用于Inconel 718的基于激光的添加剂制造过程中，因为可以确保良好的冶金结合，同时降低制造板的生产和恢复成本。本文研究了由LMD材料沉积引起的变形以及沿混合添加剂制造工艺链的构建板材料的影响。双悬臂是由LPBF制造的，随后将一层放置在LMD中。失真均在井期和热处理后的状态下测量。确定不同LMD孵化策略对失真的影响。实验是使用镍基合金inconel 718进行的。结果显示了LMD路径策略对失真的显着影响，较短的工具路径会导致失真较少。热处理后的剩余失真在很大程度上取决于构建板的材料。