为了阐明 NPC 薄片在不同温度下的键合行为,用 SEM 观察了脱合金 NPC 薄片和在不同温度下退火 10 分钟的 NPC 薄片的微观结构(图 7)。退火 NPC 薄片表现出与脱合金 NPC 薄片相似的三维多孔结构;然而,随着温度升高,它们的结构变粗,韧带尺寸增大。随着温度从 200 升高到 400°C,NPC 薄片的韧带尺寸(图 8(bf))从 133 纳米增加到 285 纳米。随着温度从 300 升高到 350°C,韧带尺寸从 169 纳米急剧增加到 230 纳米,纳米多孔结构明显变粗。表面扩散系数 Ds 与韧带尺寸 d 相关,根据以下方程
微观结构和力学性能的结果。数值结果表明,由于材料沉积在高温底板上,温度梯度显著降低,热应力降低40%。降低的热应力和温度梯度导致晶粒变粗,进而导致硬度和抗拉强度降低,尤其是对于靠近底板的底部区域。同时,没有发现对延展性的显著影响。此外,高温底板沿建造方向的硬度和拉伸性能的不均匀性较小。当前的研究展示了对底板预热对热应力、微观结构和力学性能及其相关性的影响的集体和直接的理解,这被认为有利于更好地利用底板预热的积极作用。
增材制造 (AM) 通常会导致钛合金强度高但延展性差。混合 AM 是一种能够同时提高延展性和强度的解决方案。在本研究中,通过将定向能量沉积与层间加工相结合,实现了 Ti-6Al-4V 的混合 AM。通过检查微观结构、残余应力和显微硬度,可以解释层间加工如何在保持与打印样品相同的强度的同时使延展性提高 63%。层间加工在打印中引入了反复中断,从而导致加工界面处针状 α 板条在缓慢冷却下变粗。选择性加工层上的粗 α 板条增加了拉伸载荷下的位错运动并提高了整体延展性。本出版物中强调的结果证明了混合 AM 提高钛合金韧性的可行性。关键词:混合增材制造、铣削、定向能量沉积、钛 1. 简介
研究了直接能量沉积制备的 AlSi10Mg 合金的断裂和拉伸行为。在室温下沿不同裂纹平面方向和载荷方向测试了三点弯曲断裂韧性和拉伸试样。在进行机械加工和测试之前,打印样品在 300 ◦ C 下进行 2 小时的热处理以释放残余应力。进行了微观结构和断口图分析,以研究每种裂纹取向的断裂机制和裂纹扩展路径。在裂纹平面方向上观察到断裂韧性的显著差异。裂纹取向在 XY 方向的试样具有最高的断裂韧性值( J Ic = 11.96 kJ / m 2 ),而 ZY 裂纹取向(垂直于打印方向)具有最低的断裂韧性值( J Ic = 8.91 kJ / m 2 )。断裂韧性的各向异性主要与沿熔池边界的优先裂纹扩展路径有关。在熔池边界处,孔隙优先出现,微观结构变粗,且 Si 含量较高,导致该区域的延展性较差,且抵抗裂纹扩展的能力较差。
铝合金在增材制造中的应用因其先进的几何形状和轻量化应用而备受关注。在定向能量沉积中,粉末原料用激光束处理,这提供了很高的工艺灵活性。然而,由于铝合金对氧化和孔隙率的敏感性,粉末原料在储存或回收后老化仍然是一项根本挑战。为了研究这些影响,AlSi10Mg 粉末批次在不同条件下老化,并通过定向能量沉积进行处理。结果表明,粉末老化不会显著改变颗粒尺寸或形态,但它会在粉末中引入更多的氧和氢。颗粒的氧化降低了粉末对激光束的吸收率,增加了熔池的润湿性,从而影响了轨迹几何形状。在从老化粉末中沉积的材料中观察到 3.5 到 4.2 倍的孔隙率,这很可能是由于老化粉末中氢含量增加而导致的氢孔。用老化粉末制造的部件的拉伸性能显示屈服强度降低 19.0%,极限强度降低 14.2%,伸长率提高 99.2%,这很可能是由于微观结构变粗和孔隙率增加造成的。2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
铝合金在增材制造中的应用因其先进的几何形状和轻量化应用而备受关注。在定向能量沉积中,粉末原料用激光束处理,这提供了很高的工艺灵活性。然而,由于铝合金对氧化和孔隙率的敏感性,粉末原料在储存或回收后老化仍然是一项根本挑战。为了研究这些影响,AlSi10Mg 粉末批次在不同条件下老化,并通过定向能量沉积进行处理。结果表明,粉末老化不会显著改变颗粒尺寸或形态,但它会在粉末中引入更多的氧和氢。颗粒的氧化降低了粉末对激光束的吸收率,增加了熔池的润湿性,从而影响了轨迹几何形状。在从老化粉末中沉积的材料中观察到 3.5 到 4.2 倍的孔隙率,这很可能是由于老化粉末中氢含量增加而导致的氢孔。用老化粉末制造的部件的拉伸性能显示屈服强度降低 19.0%,极限强度降低 14.2%,伸长率提高 99.2%,这很可能是由于微观结构变粗和孔隙率增加造成的。2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。