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摘要 激光直接金属沉积 (DMD) 已发展成为一种在现有材料上沉积涂层的制造工艺,并在复杂精密部件的增材制造 (AM) 中被证明具有优势。然而,必须仔细确定适当的工艺参数组合,以使这种方法在工业上经济可行。本研究旨在提高不锈钢 EN X3CrNiMo13-4 的激光 DMD 的生产率。据此,讨论了激光功率 P、扫描速度 v、粉末流速 ̇ m 和光斑直径 s 等主要激光工艺参数对轨道几何形状和堆积率的影响。进行回归分析以推导主要参数组合与沉积速率之间的相关性。结果显示,对于长宽比、稀释度和沉积速率的几何特性,线性回归相关性良好,R 2 >0.9。使用线性回归方程构建的加工图展示了与沉积速率、长宽比和稀释度相关的适当工艺参数选择。
Brian K. Paul ac 、Kijoon Lee ac 、Yujuan He b 、Milad Ghayoor ac 、Chih-hung Chang b 和 Somayeh Pasebani ac a 俄勒冈州立大学机械、工业与制造工程学院,俄勒冈州科瓦利斯,97330 b 俄勒冈州立大学化学、生物与环境工程学院,俄勒冈州科瓦利斯,97330 c 俄勒冈州立大学先进技术与制造研究所 (ATAMI),俄勒冈州科瓦利斯,97330 提交人 Neil Duffie (1),麦迪逊,美国 本文讨论了一种新型混合方法的基本原理,该方法使用改进的激光粉末床熔合 (LPBF) 机器合成氧化物弥散强化 (ODS) 304L 不锈钢 (SS) 合金。此前,ODS 金属基复合材料是通过球磨由 LPBF 生产出来的,但这种方法的规模化成本很高。在这里,我们通过在激光转化和固结之前将前体化学物质喷射到 SS 基材上,选择性地将氧化钇纳米颗粒掺杂到 SS 基材中。这种新合金表现出良好的室温机械性能。使用电子显微镜、能量色散光谱和电子背散射衍射研究微观结构。关键词:增材制造、金属基复合材料、不锈钢
互连是固体氧化物燃料电池(SOFC)的重要组成部分,在那里它们将单个细胞电气连接以形成燃料电池堆栈。它们是造成整体堆栈成本和燃料电池寿命有限的主要贡献者,因此,在互连水平上进行的改进可以进一步推动SOFC的商业化。互连的有限寿命与当今使用的材料,铁素体不锈钢(FSS)有关。fss互连比以前使用的陶瓷更具成本效率,但是它们在SOFC中普遍存在的条件下降解:高温在600°C和850°C之间,以及P(O 2)梯度。发生的某些腐蚀现象,例如CR蒸发和连续的氧化物量表生长,分别会对阴极中毒引起的细胞性能负面影响,分别增加了电阻。已经发现这些现象通过涂层(例如(CO,MN)3 O 4(MCO)涂层或反应性元素涂层(例如CE)来有效地减轻。本论文在三个方面审查了这些涂层:(i)半导体尖晶石涂层影响互连的电阻,或者与在其下方持续生长的Cr 2 O 3比例相比,其电导率可忽略不计; (ii)即使在中等温度下,即使在涂层中也破裂,即650°C和750°C,或者使裂缝持续存在并增加Cr蒸发; (iii)是最先进的CE/涂层(10 nm Ce/640 nm Co)的长期稳定性,是否在35 000小时后具有有效。第二个方面不仅要了解腐蚀行为很重要,而且还允许大规模卷到滚动的PVD涂层,这比批处理涂层更具成本效益。在这项工作范围内阐明的另一种腐蚀现象是双重大气效应。如果FSS暴露于双重气氛,即与FSS暴露于仅空气大气相比,一侧的空气和另一侧的氢。关于为什么提出双重气氛效应的新理论,并通过排除所有其他可能性而间接验证它。讨论了影响双重大气效应的因素,并显示了双重大气效应如何部分缓解。
本文旨在评估一种自热测试方法,用于表征单道厚度增材制造试件的疲劳性能。它还评估了微观结构取向相对于载荷方向对耗散行为和微裂纹起始的影响。所研究的 316L 不锈钢试件采用定向能量沉积技术制造,有两种配置:(i) 完全打印试件(2 个取向)和 (ii) 修复试件。本文首先介绍形态学和晶体学纹理分析,其次介绍一系列循环载荷下的自热测试。微观结构分析显示,晶粒伸长,其尺寸、形状和优选取向由工艺参数控制。循环拉伸载荷下的自热测量证明,可以通过红外测量对小规模、薄试件进行耗散估算。自热曲线可以成功地用 Munier 模型表示。此外,可以建立打印参数和自热结果之间的几种联系。例如,连续沉积层之间的垂直增量越小,平均
钢合金作为经济的遏制材料候选材料,易受到 TES 系统中熔融介质的热腐蚀和氧化 [3-7, 9-22]。碳酸盐、氯化物-碳酸盐和氯化物-硫酸盐的熔融共晶混合物也被视为具有高热容量和能量密度的 PCM 候选材料 [3, 23]。腐蚀产物的溶解度和合金的氧化电位是影响遏制材料和熔融介质之间兼容性的关键因素 [24]。在钢合金中,材料表面保护性氧化物的形成可提高抗腐蚀能力,其中材料化学、温度和气氛决定了结垢速率 [25, 26]。然而,在熔盐中,由氧化铬等成分组成的保护层通常会通过熔剂溶解到盐混合物中。一旦氧化膜被去除,暴露金属中最不活泼的成分就会受到侵蚀 [24, 27, 28]。例如,铁基合金在 450°C 下的 ZnCl 2 -KCl 中的腐蚀是由于氧化膜的分离和剥落造成的[29]。
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]。
摘要 激光直接金属沉积 (DMD) 已发展成为一种在现有材料上沉积涂层的制造工艺,并在复杂精密部件的增材制造 (AM) 中被证明具有优势。然而,必须仔细确定适当的工艺参数组合,以使这种方法在工业上经济可行。本研究旨在提高不锈钢 EN X3CrNiMo13-4 的激光 DMD 的生产率。据此,讨论了激光功率 P、扫描速度 v、粉末流速 ̇ m 和光斑直径 s 等主要激光工艺参数对轨道几何形状和堆积率的影响。进行回归分析以推导主要参数组合与沉积速率之间的相关性。结果显示,对于长宽比、稀释度和沉积速率的几何特性,线性回归相关性良好,R 2 >0.9。使用线性回归方程构建的加工图展示了与沉积速率、长宽比和稀释度相关的适当工艺参数选择。
• 国际制药和半导体行业的合作伙伴 • 单一来源的解决方案——从标准管道和组件到定制产品 • 密切的客户联系中的个性化工程和高水平服务 成功的微芯片、疫苗和先锋能源技术制造商有哪些共同点?他们的生产流程均依赖于 Dockweiler AG 提供的重要“组件”。 65 多年来,公司凭借其在全球的 8 家子公司和 50 多个销售合作伙伴,积累了广泛的技术型行业客户群。 Dockweiler(2021 年销售额:1.22 亿欧元)几十年来一直是半导体和制药行业的合作伙伴。这些传统业务领域正在快速增长。微电子、生命科学、新能源等新兴产业正在其环境中形成。多克韦勒 (Dockweiler) 及其 650 多名员工是国际上备受追捧的新技术开发联系人,其中约有一半员工在位于汉堡和柏林两大都市之间的诺伊施塔特-格莱沃 (梅克伦堡-前波莫瑞州) 工厂工作。对最先进洁净室生产的投资凭借高品质的不锈钢管道系统和组件,该集团公司为未来各种技术的工艺和生产可靠性做出了重要贡献。这是因为高度特定的系统通常运输敏感的气体或液体。多克韦勒 (Dockweiler) 凭借专门开发的 IO 焊接工艺和特殊的表面处理工艺等关键技术,在德国境外发挥着先锋作用。从全球活跃的 OEM 到供应商:Dockweiler 竭尽全力以最佳的产品质量不断满足高要求——在原型开发、批量生产和个性化制造以及所有服务中。其中的一个重要组成部分就是扩大洁净室生产能力。位于 Neustadt-Glewe 工厂的洁净室面积(ISO 4 级和 6 级)最近扩大到了 400 平方米。最新的 ASME-BPE 产品早已成为 Dockweiler 的标准。作为“德国品牌”,对于 Dockweiler 来说,重要的是产品组合符合国家和国际标准,并且可以通过证书来证明这一点。自 2016 年起,Dockweiler 已获得管道和配件的 ASME-BPE 认证。总部位于纽约的美国机械工程师学会(ASME)是制定制药行业技术指南和标准的最重要的国际组织。同时,也在此基础上对供应商的产品进行审核和认证。自从
研究了通过定向能量沉积获得的打印 316L 不锈钢薄壁结构的机械性能。对从增材制造的方形管中获得的小样品进行现场拉伸和断裂试验,并以相对于部件构建方向的三个不同方向提取。尽管该工艺产生了强取向的微观结构,但与文献中常见的厚样品或抛光样品相比,打印样品表现出降低的各向异性。此外,使用一个简单的模型表明,通过仅考虑材料厚度变化模式(由层堆叠过程引起)可以解释降低的各向异性。使用经过调整的数字图像相关程序分析断裂试验,该程序根据实验计算的 J 积分评估样品的断裂韧性。使用时间反转,可以识别靠近裂纹路径区域的应变场。然后根据拉伸试验中确定的本构行为计算应力场。提出了一种正则化程序来强制应力平衡。最后,使用各种积分轮廓计算 J 积分,以验证其路径独立性。在此基础上,确定了近乎各向同性的断裂韧性。额外的扫描电子显微镜观察表明,断裂表面特征与样品方向无关。这种明显的各向同性可以通过驱动裂纹萌生和扩展的未熔合缺陷的各向同性分布来解释。