1 西安大学陕西省表面工程与再制造重点实验室,西安 710065 2 西安大学西安植入器械原型与优化重点实验室,西安 710065 3 西安交通大学材料力学行为国家重点实验室,西安 710049 * 电子邮件;liumingxia1121@163.com 收稿日期:2022 年 1 月 6 日/接受日期:2022 年 2 月 22 日/发表日期:2022 年 4 月 5 日 采用超高速激光熔覆-随后的激光重熔(EHLA-LR)在 2Cr13 钢基体上制备镍基涂层。详细研究了激光重熔(LR)处理对超高速激光熔覆(EHLA)涂层的形貌、微观组织、残余应力和耐腐蚀性能的影响。结果表明:EHLA-LR一体化工艺可使涂层表面粗糙度降低86%、表面致密性提高、表面平整度得到优化。EHLA-LR涂层近表面枝晶间距减小,晶粒细化,经LR处理后涂层物相变化不大。结果表明:涂层残余压应力基本保持不变,但经LR处理后残余压应力略有降低。此外,由于LR工艺提高了涂层表面致密性、细化了晶粒,EHLA-LR涂层的耐腐蚀性能优于EHLA涂层。关键词:超高速激光熔覆;激光重熔;微观组织;晶粒细化;残余应力;耐腐蚀性能
然而,LDE 对辐射效应的影响尚不清楚,很少有论文关注这一问题,且有限的研究表明器件的辐射敏感性与版图有关。Rezzak 等人 [6] 首次研究了 90 nm 体硅 NMOS 器件中版图相关的总电离剂量 (TID) 响应,结果表明,由于浅沟槽隔离 (STI) 引起的压应力较弱,因此辐射诱导漏电流随栅极至有源区间距的增加而增大。对于 45 nm 应变 SOI RF nFET,不同的源/漏接触间距和栅指间间距可能导致 RF 性能和 TID 退化之间的权衡 [7]。很显然,关于 LDE 对纳米级器件辐射响应的实验研究还很有限,需要进一步研究。
镍基高温合金GH3536广泛应用于航空航天工业,具有良好的强度和抗高温氧化性能。本研究采用选区激光熔化 (SLM) 工艺制备GH3536试件,并进行热处理 (HT),研究了SLM和SLM-HT试件的微观组织、残余应力、拉伸强度和硬度。实验结果表明,由于快速冷却,SLM试件处于过饱和固溶状态,残余拉应力沿制备方向周期性地存在于亚表面。热处理后,富钼碳化物从基体中析出,降低了固溶程度。此外,由于热处理,SLM引起的残余拉应力转化为压应力,亚表面残余应力的周期性分布消失。研究结果表明,热处理抑制了SLM试件的固溶强化和晶界强化,导致硬度和屈服强度降低,断裂伸长率增加53%。本研究可为SLM成形GH3536镍基高温合金的应用提供指导。
本工作采用了一种创新技术——电弧增材制造 (WAAM),这是一种定向能量沉积技术,用于裂纹钢部件的疲劳强化。在高周疲劳载荷条件下测试了不同的带有中心裂纹的钢板,包括参考板、用 WAAM 修复的具有沉积轮廓的钢板以及用 WAAM 修复并随后进行加工以降低应力集中系数的钢板。进行了相应的有限元模拟,以更好地理解 WAAM 修复的机理。参考板上现有的中心裂纹在 94 万次循环后扩展并导致断裂,而两块 WAAM 修复板中的中心裂纹并未扩展,这是由于净横截面积增加以及沉积过程引起的压应力。然而,在第二块钢板中,由于局部应力集中,在 WAAM 轮廓根部出现了新的裂纹,疲劳寿命达到了 220 万次循环(是参考板的 2.3 倍)。另一方面,第三块钢板由于加工轮廓光滑,经受了 900 多万次疲劳循环,没有出现明显的退化。这项研究的结果表明,WAAM 修复技术在解决钢结构疲劳损伤方面具有巨大潜力。
