要实现复杂能源系统中添加性生产的组件的全部能力,必须在开发阶段和操作过程中最大程度地减少早期组件故障。传统的现场反馈时间表和离线检查协议不足以满足更快的市场部署要求。引入增材制造(AM)方法可以极大地加速开发时间表,并提供了在给定传感器集成要求之前可能是不可行的位置的关键参数的能力。反过来,这些测量值可以促进基于条件的操作和维护(CBOM)方法,最终导致运营成本降低。为了实现这些目标,当前的研究正在开发一种方法,通过该方法可靠地将传感器与加上制造的燃气轮机组件与发电和推进的应用。无线测量功能也包括在演示过程的一部分,其中包括使用AM WaveGuides与测试硬件不可或缺的一部分。实施了一个分阶段的演示方法,以评估在AM零件上沉积的传感器,从简单的优惠券开始,并增加了对涡轮机翼和燃烧器衬里硬件的复杂性。在整个方法中,对AM表面粗糙度,传感器性能和耐用性以及集成无线传感的考虑是评估的最前沿。
功能分级的材料(FGM)已获得了各种应用的许多兴趣,旨在符合当地特性(例如腐蚀行为)的特殊要求,这高度决定了该组件的寿命。腐蚀行为在很大程度上取决于设计材料的化学成分和微观结构。因此,使用线性弧添加剂制造(WAAM)设计了两种FGM组合,其线性变化的材料沉积从G 3SI1到G 19 9L SI(组合1)和G 18L NB到G 19 9L SI(组合2)。使用光学显微镜(OLM)分析不同位置的微观结构,具有连接能量分散X射线光谱(SEM/EDS)和X射线衍射(XRD)的扫描电子显微镜(扫描电子显微镜)。由0.6 M NaCl溶液中的电化学腐蚀行为通过环状电力动力学极化(CPDP)确定,包括CPDP后的SEM成像,以确定凹坑的大小和形态。有关化学梯度的铁素体(α和δ),马氏体和奥氏体类型的相形序列。由于Cr和/或Ni的增加,两种组合方向上的两种组合都增强了点腐蚀性,而PIT形态在各种微观结构的存在依赖性方面发生了变化。
本文研究了两种不同的沉积策略(振荡和平行道次)对丝材+电弧增材制造的 Ti-6Al-4V 合金在成品状态下的拉伸和高周疲劳性能的影响。在振荡构建中,等离子炬和送丝器在壁厚方向上连续振荡。相反,在平行道次构建中,沿壁长相同方向连续沉积四个单层。测试样本相对于沉积层以水平和垂直方向制造。与平行道次构建相比,振荡构建由于其较粗的转变微观结构而具有较低的静态强度。然而,伸长率值相似。柱状初生 β 晶粒的存在导致各向异性的伸长率值。载荷轴平行于初生 β 晶粒的垂直样品的伸长率比水平样品高 40%。疲劳强度与其锻造对应物相当,并且高于典型的铸造材料。在 10 7 次循环中,振荡构建垂直样品和平行道次构建在两个方向上的疲劳强度都达到了 600 MPa。只有振荡构建水平样品的疲劳强度较低,为 500 MPa。断口分析表明,大多数样品(约 70%)的裂纹源于孔隙,约 20% 的样品的裂纹源于微观结构特征,其余样品没有失效(在 10 7 次循环时出现跳动)。
本报告是作为美国政府机构赞助的工作的记录而编写的。美国政府及其任何机构或其任何雇员均不对所披露的任何信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或实用性做任何明示或暗示的保证,也不承担任何法律责任或义务,也不表示其使用不会侵犯私有权利。本文以商品名、商标、制造商或其他方式提及任何特定商业产品、流程或服务,并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构对其的认可、推荐或支持。本文表达的作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
摘要:通过单个因子和正交测试获得了304L不锈钢的最佳SLM条件。结果表明,当激光输出功率为190 W时,最佳硬度(75 hrb)和相对密度(RD 99.24%)可以获得,扫描距离为0.09 mm,扫描速度为800 mm/s。鱼尺度的微观结构是均匀的,紧凑,最佳样品中有几个孔。细胞颗粒在熔融池的边缘附近随机分布,并形成了一些优选的颗粒柱晶体结构。在细胞结构之间观察到大量的纠缠位错,形成位错簇。球形纳米原子,富含Si,Mn和O。样品的机械性能是高度各向异性的,并且在拉伸裂缝处有明显的颈部和延展性。
Material Characterization of Hybrid Components Manufactured by Laser- Based Directed Energy Deposition on Sheet Metal Substrates Material Characterization of Hybrid Components Manufactured by Laser- Based Directed Energy Deposition on Sheet Metal Substrates Material Characterization of Hybrid Components Manufactured by Laser- Based Directed Energy Deposition on Sheet Metal Substrates Material Characterization of Hybrid Components Manufactured by Laser- Based Directed Energy Deposition on Sheet Metal底物的材料表征由基于激光的有向能量沉积在钣金基板上制成的材料材料表征由基于激光的基于激光的有向能量对钣金底物的材料对混合成分制造的材料表征由激光基于激光材料的材料材料的材料材料的材料的材料材料的材料对材料的材料构造的材料的材料的特征,该材料的材料材料的表征是由材料的材料构造的材料构造的材料,该材料构成了杂种材料的特征,底物的材料表征由基于激光的有向能量沉积在钣金基板上制成的材料材料表征由基于激光的基于激光的有向能量对钣金底物的材料对混合成分制造的材料表征由激光基于激光材料的材料材料的材料材料的材料的材料材料的材料对材料的材料构造的材料的材料的特征,该材料的材料材料的表征是由材料的材料构造的材料构造的材料,该材料构成了杂种材料的特征,基板
近年来,激光添加剂制造(LAM)技术引发了航空航天场的制造革命[1,2]。该技术使用高能激光束融化合金粉末。熔融池是连续形成的,然后迅速形成固体,从而将层沉积到近乎网络的金属成分[3]。钛合金作为重要的结构金属具有高强度,高韧性,低密度和良好耐腐蚀性的优势[4-6]。使用LAM准备钛合金零件有望获得高性能和高质量的关键组件。钛合金零件在LAM过程中经历了高温梯度和高冷却速率,从而导致与传统材料的微观结构差异很大。通常,在先前的β晶粒中存在α相,马氏体α'相或两者的混合物,并且连续α相也沿先前的β晶界嵌入[7-9]。Carroll等。 [10]报告说,晶界α相和先前的β晶粒形态引起了添加性生产的钛合金的各向异性机械性能。 此外,具有高强度和低韧性的α相导致形成部分的强度和韧性不匹配[11]。 通过热处理过程,可以有效地控制阶段的形态,大小和比例,从而获得良好的机械性能[12-15]。 Yadroitsev等。 [16]报告说,在β相过渡温度附近产生了大量球形α相。 Zhao等。Carroll等。[10]报告说,晶界α相和先前的β晶粒形态引起了添加性生产的钛合金的各向异性机械性能。此外,具有高强度和低韧性的α相导致形成部分的强度和韧性不匹配[11]。通过热处理过程,可以有效地控制阶段的形态,大小和比例,从而获得良好的机械性能[12-15]。Yadroitsev等。 [16]报告说,在β相过渡温度附近产生了大量球形α相。 Zhao等。Yadroitsev等。[16]报告说,在β相过渡温度附近产生了大量球形α相。Zhao等。Zhao等。[17]通过控制冷却速率,获得了两种类型的篮子编织和菌落结构的微观结构。拉伸结果表明,前者具有更高的强度和韧性,这可能归因于篮子编织结构中的层状α相,从而有效地减少了脱位长度并分散局部应力浓度。但是,由于缺乏在拉伸过程中微观结构演变的观察,变形和失败
记录的版本:该预印本的一个版本于2023年11月9日在国际高级制造技术杂志上发布。请参阅https://doi.org/10.1007/s00170-023-12618-0。
文件可用性 1996 年 1 月 1 日之后发布的报告通常可通过美国能源部 (DOE) SciTech Connect 免费获取。网站 www.osti.gov 公众可以从以下来源购买 1996 年 1 月 1 日之前制作的报告: 国家技术信息服务 5285 Port Royal Road Springfield, VA 22161 电话 703-605-6000(1-800-553-6847)TDD 703-487-4639 传真 703-605-6900 电子邮件 info@ntis.gov 网站 http://classic.ntis.gov/ 能源部员工、能源部承包商、能源技术数据交换代表和国际核信息系统代表可以从以下来源获取报告: 科学技术信息办公室 PO Box 62 Oak Ridge, TN 37831 电话 865-576-8401 传真 865-576-5728 电子邮件 reports@osti.gov 网站 https://www.osti.gov/
摘要:在这项工作中,通过通过记录和分析的离线数据来调整3轴笛卡尔运动学的限制,从而优化了具有锋利角的薄壁的生产,例如轴速度,加速度和X和Y轴的位置。该研究使用两种粉末材料(SS316L和IN718)使用激光进行了定向的能量沉积过程。用1毫米厚度获得薄壁,每层只有一个珠子,在90°处获得直/尖角。在调整位置参数G502以在Fagor 8070 CNC系统上定位精度后,可以在角落中获得最小的材料积聚的壁,并且在两种不同的精确的精度构造的0.11和0.24 mm之间,在0.11和0.24 mm之间具有恒定的层厚度和高度,并且具有恒定的层厚度和高度。通过确定编程速度的降低与定位的精度之间的正确平衡,以达到定义为墙角的点,速度为20 mm/s的速度为29%,速度为20 mm/s,速度为61%,速度为40 mm/s。墙壁显示出最小的缺陷,例如残余孔隙度,微观结构足够。