* 通讯地址:Chola Elangeswaran,鲁汶天主教大学,机械工程系,Celestijnenlaan 300,3001 鲁汶,比利时。电子邮件:chola.elangeswaran@kuleuven.be URL:www.set.kuleuven.be/am
3D打印,又称增材制造(AM),自1987年以来得到了迅速发展。与传统制造方法相比,3D打印具有提高材料利用率、减少材料浪费等优势。马氏体时效钢具有良好的强度和韧性,且不损失延展性,已用于3D打印技术。选择性激光熔化(SLM)是3D打印方法之一,主要用于金属和合金粉末。本文将选择性激光熔化用于马氏体时效钢。3D打印马氏体时效钢是一种新材料,关于3D打印马氏体时效钢性能的研究仍在进行中。由于腐蚀成本高,耐腐蚀性是马氏体时效钢最重要的性能之一。因此,本论文将重点研究3D打印马氏体时效钢的腐蚀行为。本论文的目的是找到高耐腐蚀性的最佳热处理条件,并找到马氏体时效钢微观结构与腐蚀行为之间的关系。本文使用了几种具有不同热处理条件的马氏体时效钢样品。 SLM、SLM奥氏体化&淬火、SLM时效、常规奥氏体化&淬火、常规时效。此外,还制备了两种溶液,NaOH(pH=11.5)和Na2SO4(pH=6.5)。使用光学显微镜观察微观结构。SLM和常规样品的晶粒尺寸不同,不同热处理条件的样品的晶粒尺寸也不同。使用动电位极化法测量腐蚀行为。与常规样品相比,SLM样品的电流密度低得多,钝化电位和腐蚀速率相似。但由于缺乏进一步的实验,腐蚀行为之间的关系可能受到多种因素的综合影响。
* 通讯地址:Chola Elangeswaran,鲁汶天主教大学,机械工程系,Celestijnenlaan 300, 3001 Leuven,比利时。电子邮箱:chola.elangeswaran@kuleuven.be 网址:www.set.kuleuven.be/am
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抽象的Maraging钢是一种低碳钢,以其热处理后的超高强度而闻名。与添加剂制造(AM)结合使用,Maraging Steel的特性表明有可能实现复杂的几何形状,并提高了弹道保护的性能与重量比率。本研究研究了由粉末床融合制造的AM Maraging钢整体板和轮廓面板的弹道性能。在截然不同的状态和热处理后,Maraging钢的机械性能通过与构建方向相对于三个不同方向的准静态和动态测试揭示。还进行了冶金研究,以研究测试前后材料的微观结构。通过向不同的目标构型发射7.62 mm APM2子弹,在弹道范围内披露了Maraging钢样品的弹道穿孔电阻。获得了弹道极限曲线和速度,表明最厚的热处理钢板具有特别良好的弹道保护潜力。在所有测试中均打破了装甲穿刺子弹的硬芯,并在用热处理靶标进行测试中偶尔会破碎。然而,由于材料的严重脆性,靶标在某些情况下显示出明显的碎片化,最显着的剖面图。
由于生产率高,增材制造 (AM),尤其是使用激光和金属粉末的定向能量沉积 (DED-LB/M) 对于制造具有集成功能的工具很有吸引力。本研究致力于 DED-LB/M 制造实验性马氏体时效工具钢、使用先进电子显微镜表征构建微观结构以及评估硬度性能。观察到最终构建的高可打印性和低孔隙率,对于使用 600 W 和 800 W 制造的样品,相对密度不低于 99.5%,但构建的微观结构和性能沿高度呈梯度。观察到取决于制造参数的特征硬度分布和微观结构。制造的马氏体时效钢样品的顶层具有马氏体结构,沉淀物可能在凝固过程中形成。因此,顶层在奥氏体化等温线的深度处较软。在内部区域测量到更高的硬度,这是制造材料在逐层制造过程中进行原位热处理的结果。制造过程中的热循环导致内部区域产生沉淀硬化效应。扫描和透射电子显微镜证实,在顶部和内部区域的原始材料中形成了薄膜状和圆形颗粒。然而,仅在内部区域观察到准晶纳米级 R ' 相沉淀物。制造过程中由于原位热处理而沉淀的 R ' 相的形成是内部区域测得的硬度较高 (440 – 450 HV1) 的原因。
摘要:激光粉末床熔合(LPBF)是一种很有前途的金属材料增材制造工艺,其优点是产品设计灵活,可制造各种机械零件。然而,由于金属零件是逐层堆叠的,因此 LPBF 制备的材料具有各向异性的微观结构,这对于材料设计非常重要。本研究从构建方向探究了 LPBF 制备的 18Ni300 马氏体时效钢(MS)的耐腐蚀性能,并研究了热处理和时效对微观结构和耐腐蚀性能的影响。LPBF 中快速冷却形成的亚晶胞提高了 MS 的耐腐蚀性能。因此,构建后的 MS 具有最高的耐腐蚀性能。然而,热处理或时效会消除亚晶胞,导致耐腐蚀性能下降。对于 18Ni300 MS,圆柱形亚晶胞形成并沿着散热方向排列,与建造方向相似;因此,在建造状态的 MS 中发现明显的耐腐蚀各向异性。然而,这种耐腐蚀各向异性会因热处理和时效而减弱,从而消除亚晶胞。
观察到 160°C 的温度会略微降低疲劳寿命,这可能与马氏体时效钢的强度在 160°C 时略微降低有关 []。此外,正如预期的那样,带有机加工通道的样品在检查前没有破损样品,因此效果最佳。垂直样品首先断裂,而倾斜和水平样品的粗糙度较高。断裂分析表明,在部件核心和轮廓之间的垂直样品上有许多大于 100 微米的缺陷(图 12a 和 b)。这些缺陷在水平和 45° 样品上也可见,但数量较少。同样的缺陷也在显微照片上可见(图 12c)。因此,即使粗糙度和夹杂物也存在,起始点的根本原因是缺陷的存在