钢 (SS) 与 AISI 400 系列马氏体不锈钢 (参考文献 10、11) 相似,但它仍然非常出色,并且可以采用任何常见的电弧、电阻或高能量密度焊接工艺进行焊接。无需预热 (参考文献 12-I 6) 或 PWHT 来防止开裂或恢复延展性 (参考文献 10、1 [ ])。在这种材料中,由于微观结构中存在残余奥氏体 (参考文献 12),紧邻熔合区的热影响区 (HAZ) 可以通过焊接加热和冷却循环 (参考文献 12、15、17) 有效地退火或软化。因此,这种材料可以在时效条件下焊接而不会产生裂纹(参考文献 11、15),因为焊接热量会导致 HAZ 局部软化(参考文献 12)。此外,在固溶处理 (ST) 条件下焊接不会导致固溶处理结构出现明显的沉淀硬化,因为焊接期间的加热时间太短(参考文献 12、14、15)。对于焊接 17-4 PH SS,通常首选匹配成分或低强度高延展性不锈钢的填充金属和电极(参考文献 1、11、15、16)。用匹配填充金属制成的焊件可以时效到与母材相当的强度水平,并用于生产高强度焊件。但是,如果允许较低的强度水平,则可以使用奥氏体不锈钢焊接金属。
1 引言 镍基高温合金具有优异的高温力学性能、高抗蠕变和疲劳性能以及非常好的耐腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和燃气轮机的涡轮叶片。镍基高温合金在恶劣条件下长期服役的性能,很大程度上取决于合金元素、合金浓度和强化相的形态。在工业实践中,镍基高温合金 René N5 在完全热处理状态下使用。固溶处理可使微观结构部分均质化,随后的时效可获得高体积分数的立方体状 γ′ 沉淀物。因此,获取更多有关铸态高温合金微观结构和性能的信息对于正确设计和控制后续热处理至关重要。枝晶间和枝晶间元素的凝固偏析会诱发非平衡相的形成,如碳化物、共晶相或其他低熔点相,这些相应在均质化过程中溶解[1-3]。
本研究研究了后处理热处理对通过两种不同的增材制造技术(即激光束粉末床熔合 (LB-PBF) 和激光粉末定向能量沉积 (LP-DED))制备的 Hastelloy-X 高温合金的微观结构和力学性能的影响。使用扫描电子显微镜 (SEM) 和电子背散射衍射 (EBSD) 分析检查微观结构,同时使用洛氏 B 法通过宏观硬度测试评估力学性能。在经过几次热处理后彻底研究了合金的微观结构,这些热处理包括应力消除(在 1066°C 下持续 1.5 小时)、热等静压(在 103 MPa 压力下在 1163°C 下持续 3 小时)和/或固溶处理(在 1177°C 下持续 3 小时)。结果表明,对于 LB-PBF 和 LP-DED Hastelloy-X,后处理热处理可产生均匀的晶粒结构以及碳化物的部分溶解,尽管它们的晶粒尺寸不同。关键词:增材制造、Hastelloy-X、微观结构、晶粒尺寸、宏观硬度。
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
Inconel 718 是一种镍基超级合金,由于其在高温下具有出色的性能,因此是常用的火箭发动机材料。其疲劳寿命在很大程度上取决于表面粗糙度,因为疲劳会在表面引入和扩展裂纹。Aerojet Rocketdyne 设定的零件标准通常要求表面粗糙度值为 64 至 125 Ra。但是,精加工过程中产生的表面形貌和残余应力也会影响疲劳性能。该项目的具体目标是进行文献综述并编写实验方法,以确定车削、喷砂和抛光产生的表面粗糙度、形貌和残余应力如何累积影响中高周疲劳。现有文献显示,经过固溶处理和时效处理的抛光 Inconel 718 在 500 至 600 MPa 的应力幅度范围内达到高周疲劳状态。此范围将成为为 Aerojet 使用的常见精加工工艺(抛光、车削和喷砂)生成有用的 S-N 曲线的起点。测试方法和分析技术将包括使用 Ambios XP1 触针轮廓仪进行表面粗糙度测量、表面形貌的扫描电子显微镜 (SEM) 成像、完全反向悬臂弯曲疲劳测试和 SEM 断裂分析。解决的安全问题与疲劳测试、喷砂和使用 Kalling 溶液蚀刻 Inconel 718 金相学样品有关。
穆拉特·伊希克副教授 个人信息 网址:https://avesis.uludag.edu.tr/muratisik 国际研究员 ID ScholarID:AAB-3379-2020 ORCID:0000-0002-6116-1882 Publons / Web Of Science ResearcherID:GQP-1784-2022 ScopusID:57439755400 Yoksis 研究员 ID:365820 教育信息 博士学位,日本东北大学,工程、冶金、材料科学和加工系,2013 - 2016 研究领域 机械工程、材料科学与工程、生产冶金学 学术和行政经验 布尔萨乌鲁达大学副系主任,2023 - 2026 布尔萨乌鲁达大学系主任,MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ,OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ,2022 - 2025 发表的被 SCI、SSCI 和 AHCI 索引的期刊文章 I. 通过原位添加 Inconel 718 消除激光粉末定向能量沉积 Inconel 738LC 的裂纹:对机械和耐腐蚀性能的全面研究 Javidrad H.、IŞIK M.、Koc B. JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS,vol.1004,2024(SCI-Expanded)II。添加和减量创建的中心内部特征对 inconel-718 零件微观结构和机械性能的影响 IŞIK M.、Tabrizi IE、Khan RMA、Yildiz M.、AYDOĞAN GÜNGÖR E.、Koc B. RAPID PROTOTYPING JOURNAL,第 30 卷,第 2 期,第 287-304 页,2024 年 (SCI-Expanded) III. 电子束熔融钛铝化物的制备:加工参数和热处理对表面粗糙度和硬度的影响 IŞIK M.、Yildiz M.、Secer RO、Sen C.、Bilgin GM、Orhangul A.、Akbulut G.、Javidrad H.、Koc B. METALS,第 13 卷,第 12 期,2023 年 (SCI-Expanded) IV.研究高压扭转和固溶处理对生物医学应用的 CoCrMo 合金腐蚀和摩擦腐蚀行为的影响 YILMAZER H.、Caha I.、DİKİCİ B.、Toptan F.、IŞIK M.、Niinomi M.、Nakai M.、Alves AC CRYSTALS,第 13 卷,第 4 期,2023 年 (SCI-Expanded) V. 不锈钢和镍合金的增材制造和表征
A. Alpas^ 和 C. N. Reid^(书面讨论)—对通过开口套筒工艺冷扩孔的表面进行检查,发现螺旋套筒外端存在台阶。研究了该台阶的角度位置对冷扩 6000 系列铝合金(英国名称 HE9)疲劳寿命的影响,所得结果支持本文作者报告的结论。在缩径截面(100 x 19 x 1.67 毫米)上钻有一个直径为 5 毫米的孔的样品,在 520°C 下进行 40 分钟的固溶处理,淬火,然后在 170°C 下时效 22 小时,然后进行冷扩。在冷膨胀过程中,台阶的位置受到控制,并使用了两个方向:(1)台阶的角度位置与纵轴重合的样品(指定为“12 点钟”位置)和(2)台阶的角度位置在横向的样品(“3 点钟”位置)。膨胀量保持在 3% 到 3.5% 之间。疲劳试验在恒定应力幅度 a^ = 48 MPa 和应力比 R = 0.05 下进行。表 4 总结了在每个台阶位置冷膨胀的样品的疲劳寿命。该表还包括冷膨胀后进行退火处理(170°C,2 小时)的样品的平均寿命。选择这种方式是为了在不过度老化的情况下显著释放应力。使用“学生 t 检验”的统计分析表明,冷加工样品的两个取向的平均寿命之间没有显著差异(t = 0.68)。同样,应力消除试样的两个取向之间也没有显著差异(t = 0.65)。我们得出结论,台阶在试件中构成了一个微不足道的缺口。这得到了以下观察结果的支持:在某些 CX3 和 CXSR3 样品中,疲劳裂纹甚至没有与台阶相交。此外,第一个疲劳裂纹没有表现出在孔的“台阶”侧而不是在相反侧形成的偏好——这发生在五分之二的 CX3 样品和五分之三的 CXSR3 试件中。疲劳裂纹总是在孔与平板试件的一个表面的交汇处形核。虽然我们的M. W. Ozelton 和 T. G. Coyle(作者结束语)—作者感谢 A. Alpas 和 C. N. Reid 的评论,他们支持我们关于管子位置对开口套管冷加工铝合金疲劳寿命影响的观察。