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金属部件增材制造的力学模型
增材制造 (AM)，也称为 3D 打印，在制造金属部件的各个行业中得到广泛认可。部件的微观结构和性能因打印过程和工艺参数的不同而有很大差异，预测影响结构、性能和缺陷的致病变量有助于控制它们。由于模型在能够正确预测实验观察结果时最有用，因此我们专注于经过充分验证的可用 AM 机械模型。具体而言，我们严格审查了传输现象模型在凝固、残余应力、变形、缺陷形成以及微观结构和性能演变研究中的应用。我们还评估了 AM 模型在理解常用 AM 合金的可打印性和制造功能梯度合金方面的功能。考虑到建模知识方面的差距，确定了未来研究的机会。本综述的独特之处在于，它对借助比例模型、双向模型、基于云的大数据、机器学习和 AM 硬件的数字孪生快速认证 AM 组件进行了实质性讨论。
增材制造 316L 不锈钢的拉伸/压缩响应
增材制造已从一种快速成型技术发展成为一种能够生产高度复杂零件的技术，而且这些零件的机械性能优于传统方法。利用激光加工金属粉末，可以加工任何类型的合金，甚至金属基复合材料。本文分析了激光粉末床熔合加工的 316L 不锈钢的拉伸和压缩响应。通过光学显微镜评估了所得的微观结构。关于机械性能，确定了屈服强度、极限拉伸强度、断裂前伸长率、抗压强度和显微硬度。结果表明，微观结构由堆叠的微熔池构成，由于高热梯度和凝固速度，熔池内形成了细胞状亚晶粒。抗压强度（1511.88 ± 9.22 MPa）高于拉伸强度（634.80 ± 11.62 MPa）。这种差异主要与应变硬化和残余应力的存在有关。初始显微硬度为206.24±11.96 HV；压缩试验后，硬度增加了23％。
HPC4EI 以材料设计为特色的项目
Balasubramaniam Radhakrishnan 橡树岭国家实验室 高性能计算在结构合金工业加工过程中微观结构演变的相场模拟中的应用 Radhakrishnan 博士是 ORNL 计算科学与工程部多尺度材料组的杰出研究员。他在材料科学与工程相关的多个主题上进行了广泛的研究，特别涉及结构合金中的结构-加工-性能关系、热机械加工过程中微观结构和纹理演变的高级计算机模拟、凝固加工和使用多尺度建模方法的固态相变。他最近的研究重点是金属增材制造，特别关注加工条件和合金化学对微观结构演变的影响。作为这项工作的一部分，他积极参与合作，开发可用于控制增材制造工艺参数的降阶模型，以在具有复杂几何形状的部件中开发特定位置的微观结构。他积极致力于开发与金属合金微观结构演变相关的高性能代码，这些代码可在橡树岭领导级计算设施上高效运行。
冶金工程
冶金工程涉及将岩石和矿物质转化为使我们生活更美好的金属和矿物产品的研究，设计，实施和改进。Metallurgical engineering students take courses in: particle separation technology, which focuses on particle separation, processing, and recycling, and includes particle characterization, comminution, size separation, flotation, coal preparation, remediation of nuclear materials, automatic control and process engineering of particles including metal powders, energy-related minerals, pigments, and ceramics;化学冶金术，重点是去除金属，加工和回收到纯化的金属中，包括异质反应动力学，运输现象，计算机建模，浸出，溶液纯化，离子纯化，溶剂萃取，降水，降水，烘焙，烘焙，还原，还原，冶炼，冶炼，铁，铁和钢材；和物理冶金，重点是金属铸造，形成，连接和金属特性评估和优化，包括相变，粉末冶金，金材术，功能分级的材料，复合材料，磁性材料，薄膜加工，疲劳，疲劳，正电子，快速固化，快速固化，金属失效分析和腐蚀。（有关其他信息，请参阅http://www.mse.utah.edu/。）
316L 增强耐电化学腐蚀性能...
摘要：激光定向能量沉积（LDED）过程中，快速熔化和凝固通常会导致孔隙和粗大柱状枝晶的出现，从而降低沉积合金的性能。本研究引入原位超声轧制（UR）作为增强LDED试件耐腐蚀性能的创新方法，深入研究了组织特征及其与耐腐蚀性能的关系。研究结果表明，LDED-UR试件的孔隙率和尺寸均有所减少。在LDED-UR工艺产生的剧烈塑性变形的影响下，出现了完全等轴晶粒，其平均尺寸减小至28.61 μm（而柱状晶粒的LDED试件为63.98 μm）。与LDED试件相比，LDED-UR试件的耐电化学腐蚀性能明显提高。这种耐腐蚀性能的提高可以归因于小孔隙率低、富铬铁素体相细小且分布均匀，以及由于晶粒边界致密而形成了致密厚的钝化膜。微观结构与腐蚀行为之间相关性的洞察为提高 LDED 样品的耐腐蚀性能开辟了一条新途径。
应用到注射成型过程
摘要：在聚合物材料的转换操作中，传输现象与结晶之间存在复杂的相互作用。尤其是熔融状态的聚合物是一种粘弹性流体，具体参数取决于温度，压力，晶体线和分子拉伸。分子拉伸是一个张量变量，其值由流量，温度和压力场的历史记录确定。在聚合物加工操作中，几种现象通过彼此相互作用同时进行。描述上面提到的每种现象的模型的组合和相互作用提供了所有相关数量的演变，因此，还描述了描述通常从壁开始的固化演变的总体模型（其中温度较低，此外，剪切的剪切较高）。这项工作介绍了在注射过程中同骨聚丙烯行为的总体模型。该模型包括球形和原纤维结晶的动力学及其对分子拉伸水平的依赖性；进行建模以预测分子拉伸和沿模制零件厚度的形态分布。模型预测令人满意地描述了过程中温度和压力的演变以及零件内部形态分布的基本方面。
增材制造的进步
Prof. Dr.-Ing. Prashanth Konda Gokuldoss (KG Prashanth) 现担任爱沙尼亚塔林理工大学增材制造实验室主任兼教授。他的研究领域包括制造和生产工程（包括但不限于增材制造、粉末冶金、铸造和锻造）、材料科学、冶金学、材料机械测试、材料热处理、复合材料、焊接冶金学、凝固等）。他曾在各种国内和国际会议、研讨会和研讨会上发表过多次主题演讲、受邀演讲、口头和海报展示。他曾获得过多个奖项，包括印度金属研究所布巴内什瓦尔分会颁发的 SK Tamotia 铝冶金研究奖、意大利罗马第 25 届亚稳态、非晶态和纳米结构材料国际研讨会颁发的 2018 年 ISMANAM 青年科学家奖等。他在同行科学评审的国际期刊上发表了近 175 篇研究论文，H 指数为 41，引用次数为 7,200（谷歌学术）。此外，他被 2019/2020/2021 年斯坦福调查评为全球前 2% 的材料科学家。
原始发表论文的引用（记录版本）：Yuan, M., Karamchedu, S., Fan, Y. et al (2022). Study of flaws in directing energy dep
采用定向能量沉积技术在用于硬面堆焊的热作工具钢基材上沉积了具有不同层数的冷作工具钢。本研究涉及了覆层工具钢中的缺陷和微观结构。在沉积区发现了包括孔隙和裂纹在内的缺陷，其数量随着沉积高度或层数的增加而增加。大的不规则孔隙主要位于沉积层的下部区域。此类孔隙的形成归因于合金元素在孔隙表面的偏析和热量输入不足。非平衡共晶微观结构是孔隙邻近区域的特征。另一方面，开裂往往发生在沉积层的上部。确定了导致开裂的两个重要因素。第一个是微观结构梯度，当从底部移动到顶部沉积层时，微观结构梯度从细胞状树枝状晶变为柱状树枝状晶。其次，根据Thermocalc软件的模拟，沉积的冷作工具钢表现出相对较大的凝固温度范围，从而对热裂纹具有很高的敏感性。
课程安排：偶数学期：2020-21（2020 年 1 月 11 日起）
B.Tech >>> 第 4 学期 第 6 学期 MMC 401：冶金过程中的传输现象 MMC 601：炼钢 MMC 402：相变和相平衡 MMC 602：材料的机械加工 MMC 403：材料特性 深度选修课 1：MME 610：工程材料 CSC 433 MME 616：凝固现象 开放选修课 1 MME 612：炼铁的替代路线 深度选修课 2：MME 617：金属连接工艺 MME 615：陶瓷技术 MME 613：铁合金的生产 第 8 学期 深度选修课 6：MME 813：炼铁和炼钢的原材料准备 MME 811：FEM 建模与仿真材料设计 MME 812：数学建模与仿真 OPEN ELECTIVE 4：MMO 841：材料科学 OPEN ELECTIVE 5 MMG - Madan Mohan Ghosh MKM — MKMondal BM - B. Maji KSG - KS Ghosh DM - D. Mandal SG - S. Ghorai SB - S. Bera BKS - BK Show AKM - AK Mandal JM - J. Maity MM - M. Mallik KPY - KPYagati SP - S. Pramanik
3832072.pdf - Hindawi.com
本文进行了一项实验分析，重点是利用一种特定的测量技术来确定收缩的发展情况，并监测细粒水泥基复合材料在老化过程中的结构变化。设计并验证了先进的测量设备和程序，可以同时测量长度变化、质量损失、声学响应和温度发展。进行的实验的主要范围是寻找所研究特性之间的关系，同时保持统一的测试设置。为了进行实验测量，设计和制造了三种细粒水泥复合混合物。这些混合物的水灰比 (w/c) 和增塑剂的用量不同。测量输出以图表的形式呈现，显示了所研究参数之间的关系，例如复合材料固化过程中的相对长度变化、质量损失、温度变化和声发射 (AE) 活动。测量结果显示所检查的特性之间存在密切的关系。相对长度变化的进展以及质量损失和温度发展的进展都反映在 AE 活动中。先进的测量程序和技术提供了有关水泥基复合材料在早期凝固过程中的行为的宝贵信息