Mami Tomoshizuka,第二年硕士学位(2022年国际会议参与授予AF-2022049-X2主管:Torizuka Shiro)关键词:锰钢,Martensite,Martensite,Cold Working 1. Date and Time
91级钢制在增材制造过程中形成马氏体,而马氏体的回火程度显着影响零件的机械性能。当前,缺乏对91级钢质的回火动力学的定量理解,因此,无法确定重复的热周期对不同加工条件的性能的影响。在这里,我们通过根据文献中可用的回火数据和使用严格测试的热量热和流体流动模型计算出的热循环来确定Johnson Mehl Avrami动力学方程中的恒定项来评估回火动力学。使用神经网络清洁原始回火数据以提高准确性。添加上层时,下层会经历加热和冷却的重复周期。因此,由于马氏体的回火,硬度降低了。相比之下,上层形成的马氏体并未降低到相同的程度,硬度保持较高。因此,零件的硬度随距基板的距离而增加。在不同激光功率下的热输入和扫描速度的变化显着影响回火程度。由于此处使用的方法可以提供对马氏体回火和硬度空间变化的定量理解,因此可以使用它来定制微观结构和可热处理印刷金属部分的硬度。
o Ni % o Ti % o 元素 3 % o 元素 4 % o 热处理 1 次 o 热处理 1 温度 o 热处理 2 次 o 热处理 2 温度 o 热处理 3 次 o 热处理 3 温度 o 较低循环温度 o 较高循环温度 o 奥氏体起始温度 o 奥氏体结束温度 o 马氏体起始温度 o 马氏体结束温度
使用两种不同的快速制造方法 - 电子束添加剂制造(EBAM)和激光净成型(镜头) - 用于制造NITI元素。以电线或球形粉末形式的初始材料的微观结构和马氏体转化温度。使用镜头技术制造的样品在2 26 C(以DSC中的最大Martensite峰值为最大值表示)时显示了马氏体转化温度(MTT),与原粉相比较低。在使用EBAM制造的样品的情况下,MMT达到2 19 C. Martensite和反向转化的峰弥漫,这是由于样品中晶粒尺寸和组成的差异。在500°C下的衰老2小时不仅在两个样品冷却过程中不仅导致R相分离,还导致了更敏锐和更高转化峰的形成,以及MTT向更高温度的转移。微观结构研究显示,柱状晶粒,靠近沉积元件和底板的界面,垂直于板表面生长。谷物沿着生长方向显示轴向纤维纹理。茎显微照片揭示了富含Ti中的细长细胞的存在。在此过程中形成富含Ti的颗粒导致基质中Ti的耗竭,并与初始NITI粉末相比有助于MTT的增加。透镜沉积样品在奥氏体中还包含较高的位错密度。压缩应力/应变样品样品的应变曲线仅显示马氏体的变形,而透镜沉积的变形在压缩模式下显示出几乎完全的超弹性效应,最高3%。
抽象的微结构依赖性变形和断裂行为是针对使用激光指导能量沉积(L-DED)方法打印的添加成分成分分级合金(CGA)的,以探索核能系统中不同金属关节的替代方法。从扫描电子显微镜(SEM)中的电子后散射衍射(EBSD)映射显示出明显的微观结构过渡,并降低了奥氏体形成元件(Ni和Mn),从奥斯丁岩()主导结构,包括一个复杂的复合结构,包括一个复杂的复合结构,并完全含有铁矿(ferrite),然后又有一位(),martensente and martense and themente and and and and and and and and and,以及ferente ant and and o and' 结构。EBSD数据,并使用Kikuchi衍射模式分析分析了变形机制和微观结构的演变。还使用扫描透射电子显微镜(STEM)进行了互补分析。富含Ni/Mn的奥斯丁岩含量的微观结构显示出两步性马塞塞利志转换的复杂变形机制(→→'),而保留在铁矿和/或mar虫基质中的次要奥氏体相位显示了单个变换途径(')。普通的错位滑行和通过部分脱位滑动的孪生在奥氏体变形中也很常见。同时,铁氧体和马氏体晶粒主要由普通位错滑和明显的晶格(晶粒)旋转变形。静态拉伸骨折也高度依赖于局部组成和相成分。
材料挤压增材制造 (MEAM) 作为一种现代制造工艺,目前正在吸引各个行业的关注,因为它可以以比其他增材制造工艺更低的成本生产出复杂零件。在本研究中,比较了增材制造和锻造的 17-4PH 不锈钢零件在原始状态和在 H900 条件下热处理的微观结构和力学性能。原始试样由马氏体和 δ-铁素体组成。固溶处理后,δ-铁素体相在马氏体基体中表现出明显的生长。时效处理引起的沉淀强化表现为拉伸强度和硬度的增加。此外,从实验中获得的强度系数 (K) 和应变硬化指数 (n) 被用作拉伸试验模拟的输入数据。所有试样的模拟结果与实验结果一致。模拟结果的发现有望用于预测通过 MEAM 工艺制造的复杂零件的力学行为。关键词:增材制造,材料挤压增材制造,17-4PH不锈钢,热处理,沉淀强化,有限元方法1.引言
奥氏体不锈钢 (ASS) 常用于敏感的氢气 (H) 存储、氢气基础设施以及运输应用,因为与铁素体钢相比,它们通常不太容易受到氢脆 (HE) 的影响。这是因为它们的扩散率较低,而氢的溶解度较高 [1-3]。氢脆描述了这样一种现象:材料的机械性能经常会突然发生灾难性的恶化(特别是在受到拉伸载荷时,由于拉伸延展性的丧失),这是由于酸性溶液中的环境氢和含氢气体 [4-8] 扩散到块体材料中造成的。与不易发生 HE 的热力学稳定 ASS(如 AISI 310S 型)相比,在仅含 8 – 10 wt% Ni 的亚稳态 ASS(如 AISI 304 型)中经常观察到严重的 HE,其中在变形过程中会形成应变诱导的 α ′马氏体 [9 – 11]。应变诱导的 α ′马氏体为 H 提供了快速扩散路径,导致 H 在微观结构的关键位置富集(如异质界面前方的微观机械高应力区域),从而导致 H 辅助开裂 [12, 13]。此外,由于凝固过程中的偏析或高冷却速度导致 δ 到 γ 的转变不完全,亚稳态 ASS 中可能会出现少量的 δ 铁素体。这可能会通过提供裂纹起始点来增加样品的 HE 敏感性 [14, 15]。
【主要发表论文】 [1] T. Furuhara,Y.-J. Zhang,M. Sato,G. Mimamoto,M. Enoki,H. Ohtani,T. Uesugi,H. Numakura:“高强度钢的亚晶格合金设计-间隙和替代溶质纳米级聚集的应用-”,Scripta Materialia,223(2023),115063 [2] T. Furuhara,Y.-J. Zhang,G. Miyamoto:“转变界面在先进高强度钢设计中的作用”,IOP会议系列:材料科学与工程,580(2019),012005。 [3] X.-G.张,G. Miyamoto,Y. Toji,S. Nambu,T. Koseki,T. Furuhara:“Fe-2Mn-1.5Si-0.3C合金中马氏体回复奥氏体的取向”,材料学报,144(2018),601-612。
我们展示了量子退火方法在确定形状记忆合金和其他材料中的平衡微结构方面的用途和优势,这些材料具有相干晶粒与其不同马氏体变体和相之间的长程弹性相互作用。在对一般方法进行一维说明之后,该方法需要以伊辛汉密尔顿量的形式来表示系统的能量,我们使用晶粒之间的远距离相关弹性相互作用来预测不同转变特征应变的变体选择。将计算结果和性能与经典算法进行比较,表明新方法可以显著加快模拟速度。除了使用简单的长方体元素进行离散化之外,还可以直接表示任意微结构,从而允许快速模拟目前多达数千个晶粒。
