功能分级的材料(FGM)已获得了各种应用的许多兴趣,旨在符合当地特性(例如腐蚀行为)的特殊要求,这高度决定了该组件的寿命。腐蚀行为在很大程度上取决于设计材料的化学成分和微观结构。因此,使用线性弧添加剂制造(WAAM)设计了两种FGM组合,其线性变化的材料沉积从G 3SI1到G 19 9L SI(组合1)和G 18L NB到G 19 9L SI(组合2)。使用光学显微镜(OLM)分析不同位置的微观结构,具有连接能量分散X射线光谱(SEM/EDS)和X射线衍射(XRD)的扫描电子显微镜(扫描电子显微镜)。由0.6 M NaCl溶液中的电化学腐蚀行为通过环状电力动力学极化(CPDP)确定,包括CPDP后的SEM成像,以确定凹坑的大小和形态。有关化学梯度的铁素体(α和δ),马氏体和奥氏体类型的相形序列。由于Cr和/或Ni的增加,两种组合方向上的两种组合都增强了点腐蚀性,而PIT形态在各种微观结构的存在依赖性方面发生了变化。
基于先前工作中开发的热模型,并在参考文献中呈现。[4],已经确定,由于预热,可以将奥氏体阶段保留在激光处理过程中的整个存款步骤中。基于计算的材料点历史,在样品,LPF1和LPF2的制造中也实现了相同的结果。因此,在最后冷却阶段关闭激光器后,马氏体转化才发生。这样的转化产生了扩张菌株,可以促进沉积物内“拉伸”残留应力。但同时,冷却阶段本身会导致样品内收缩。现在考虑参考的工作。[5],取决于关键马氏体转化点(MS和MF)的位置,可能会出现“热”残留应力的暂时放松,这是由于所谓的超塑性效应在Martensite Transformation的时刻出现。在LFP2样品中获得的较高热量积累(见图7C)以及同一样品中较高的同质性水平可以被认为是该样品中获得的更好的超塑性效应的原因,从而避免了随后的冷裂裂纹现象,从而避免了更好的压力缓解。这些条件在CP和LFP1的两个样本中都无法存在,因此导致它们随后的冷裂。
大多数反应器中不同的金属焊缝是低合金钢零件和不锈钢管道之间的连接。造成不同金属焊接接头材料特性差异引起的残余应力造成的原发性水应力腐蚀破裂(PWSCC)损害很高。在世界范围内报告了许多事故,例如由于PWSCC引起的放射性冷却液泄漏,对核安全构成了巨大威胁。这项研究的目的是通过使用由金属3D印刷制造的功能分级材料(FGM)代替现有的不同金属零件来从根本上清除不同的金属焊缝的技术,该焊接由低合金钢和高质量不锈钢制成。进行了粉末的产生,混合比计算和金属3D打印,以制造低合金钢钢钢FGM,以及对FGM的热膨胀(CTE)测量的微结构分析,机械性能和系数。结果,观察到,随着FGM中的奥氏体含量的增加,CTE倾向于增加。FGM中热膨胀系数的逐渐变化表明,使用3D打印的添加剂制造可有效防止其整个层的热膨胀性能突然变化。关键字:功能分级材料(FGM); PWSCC; 3D打印;反应堆;热膨胀系数(CTE)
摘要:在增材制造(AM)中,技术和处理参数是确定给定材料样品特征的关键要素。为了区分这些变量的效果,我们使用了具有不同AM技术的相同AISI 316L不锈钢粉末。使用的技术是金属AM中最相关的技术,即具有高功率二极管激光器的直接激光沉积(DLD)和使用新颖的CO 2激光器,具有高功率二极管激光器和选择性激光熔点(SLM),这是一种尚未与此材料一起报道的新技术。所有样品的微观结构均显示出奥氏体和铁素体相,与两个SLM相比,它们对DLD技术更粗糙。纤维激光SLM样品的硬度最大,但其弯曲强度较低。在带有CO 2激光片的SLM中,孔隙率和缺乏熔化会减少断裂应变,但在某些堆积策略下,强度大于激光SLM样品中的强度。使用DLD制造的标本显示出比其余的更高的断裂应变,同时保持高强度值。在所有情况下,都观察到裂纹表面并确定断裂机制。使用归一化参数方法比较了处理条件,该方法也被用来解释观察到的微观结构。
具有特定位置化学成分的功能梯度材料 (FGM) 通常通过定向能量沉积 (DED) 制造。尽管之前的工作制造了一种成分在铁素体和奥氏体合金之间变化的 FGM,但是由于成分变化导致沉积物形状发生变化,因此出现了困难。文献中的 FGM 也存在此问题;然而,与其他情况不同,这两种合金在整个构建过程中的热物理性质相似。在这里,我们研究了在通过激光 DED 制造 FGM 过程中化学成分和表面活性元素对沉积物几何形状的作用。使用经过充分测试的三维瞬态数值传热和流体流动模型和热力学计算的结果,分析了相关 FGM 成分的单轨实验。实验表明,在恒定的激光功率和扫描速度下,沉积物形状随成分而变化。热力学分析表明,熔合区中氧的溶解度对于用于 FGM 的每种成分都存在显著差异。数值建模表明,熔合区中溶解氧引起的 Marangoni 对流引起的流体流动变化是实验中观察到的沉积物形状变化的主要原因。由于氧气可以通过原料以及周围大气进入熔合区,这些发现阐明了 FGM DED 制造过程中以前未考虑的工艺控制方面。
001 1-4 全体演讲 1 Sung-Joon Kim 奥氏体不锈钢中间隙原子的作用:C 与 N 002 5-7 1 相变 Tadashi Furuhara 界面工程在控制钢的微观结构和性能中的应用 003 8-11 1 相变 Yasunobu Nagataki 汽车用超高强度钢板的最新研究进展 006 12-15 1 相变 Mahesh Chandra Somani 北极应用新型超高强度钢的设计和加工的最新进展 007 16-18 1 晶粒结构控制 Munekazu Ohno 包晶钢凝固过程中粗柱状奥氏体晶粒的形成 008 19-20 1 晶粒结构控制 Shuang Xia 晶界特征分布对 316L 不锈钢力学性能的影响 009 21-22 1 晶粒结构控制Toshio Ogawa 通过三维微观结构分析表征纯铁和低碳钢的再结晶行为 010 23-25 1 晶粒结构控制 YongJie Yang 取向硅钢中一次再结晶织构的发展 011 26-29 1 第二相粒子控制 Yutaka Neishi 通过控制夹杂物形态提高特殊钢棒材和线材的性能 012 30-33 1 第二相粒子控制 Ling Zhang 含 2 wt%Nb 低碳钢的力学性能 013 34-37 1 第二相粒子控制 Wei Wang 通过测量高温下晶粒生长获得 TiN 在奥氏体中的溶度积 015 38-40 2 强度和变形 1 Nobuhiro Tsuji 完全再结晶超细晶粒钢同时实现高强度和高延展性的可能性 016 41-43 2 强度与变形 1 Elena Pereloma 揭示加工参数之间的关系,铁素体高强度低合金钢的相间析出与强化 017 44-47 2 强度与变形 1 Genichi Shigesato 高韧性钢板的微观组织控制 018 48-50 2 强度与变形 1 Norimitsu Koga 时效超低碳钢的低温拉伸性能 019 51-54 2 强度与变形 1 Myeong-heom Park 不同马氏体硬度的铁素体+马氏体双相钢的局部变形行为 020 55-57 2 强度与变形 2 Noriyuki Tsuchida 从应力分配角度改善力学性能 021 58 2 强度与变形 2 Stefanus Harjo 利用脉冲中子衍射观察钢材的变形行为 022 59 2 强度与变形 2 Si Gao 晶粒尺寸对钢材拉伸性能的影响304 不锈钢的原位中子衍射研究 023 60 2 先进钢种 1 Jungho Han 提高中锰钢低温韧性的可能性搅拌摩擦焊 024 61 2 先进钢种 1 Hongliang Yi 涂层/基体界面碳富集及其对 Al-Si 涂层压淬钢弯曲性能的影响 027 62-65 2 先进钢种 1 Dirk Ponge 高强度中高锰钢中的氢脆:从基础认识到新的抗氢微观结构设计 028 66-69 3 氢脆 Young-Kook Lee 微观结构和变形对珠光体钢氢脆的影响 029 70 3 氢脆 Hong Luo 环境引起的铁基多元合金的退化 030 71-73 3 氢脆 Shusaku Takagi 氢脆评估问题 031 74-76 3 氢脆 Akinobu Shibata 马氏体钢中的氢相关裂纹扩展行为 032 77-78 3 氢脆 Tomohiko Hojo 超高强度 TRIP 辅助钢的氢脆性能评估 033 79 3 耐热钢的设计 Satoru Kobayashi 提高长期结构稳定性的铁素体耐热钢的设计 034 80 3 设计耐热钢的设计 Shigeto Yamasaki Co 添加对高铬铁素体钢蠕变强度和磁性能的影响 035 81-84 3 耐热钢的设计 Nobuaki Sekido 利用纳米 SIMS 观察耐热铁素体钢在回火过程中硼偏析的变化 036 85-88 3 耐热钢的设计 Yoshiaki Toda 提高沉淀强化铁素体钢的蠕变强度 037 89-92 3 耐热钢的评价 Masatsugu Yaguchi 长期使用条件下 91 级钢的微观结构和蠕变强度 038 93 3 耐热钢的评价 Masatoshi Mitsuhara 晶界特征对 9Cr 铁素体耐热钢中 M23C6 碳化物生长的影响 039 94-97 3 18Cr 9Ni 3Cu Nb N钢的蠕变变形行为 040 98-101 3 耐热钢的评价 张胜德 长期使用超级304H钢锅炉管的组织与力学性能
在合金的增材制造过程中,在局部热与物质相互作用后,熔融材料会迅速凝固。然后,在剩余的构建时间内,它会在固态下经历冷却/加热循环,即固态热循环。固态热循环期间产生的热机械力可以触发大量微观机制,从而带来显著的微观结构变化,决定最终成品部件的机械性能。在这项工作中,我们的目标是利用透射电子显微镜深入了解固态热循环驱动的奥氏体不锈钢中亚微米级沉淀物的演变。为此,从预制样品中提取薄膜薄片,并在透射电子显微镜内进行不同的原位固态热循环。固态热循环旨在了解温度幅度和速率、热循环次数和类型以及后处理退火对沉淀物演变的影响。每次热循环前后的高角度环形暗场成像和能量色散 X 射线光谱可深入了解不同热循环因素对沉淀物成分、尺寸和形态演变的贡献。常见趋势包括 Mn 和 Si 从富含 Mn-Si 的氧化物扩散到周围基质中,Cr 环在氧化物沉淀物周围形成,S 在非氧化物沉淀物中重新分布。在 (Upadhyay et al., Sci. Rep. 11 (2021) 10393) 中研究的原样样品中也发现了类似的 Cr 环和 S 分布,这有力地支持了这些结果相对于增材制造过程中发生的情况的代表性。
收稿日期:2017 年 1 月 X 日;修订日期:2017 年 2 月 X 日;接受日期:2017 年 3 月 X 日 摘要 增材制造 (AM) 因其高材料利用率和产品设计灵活性而受到越来越多的关注。WAAM 的特点是能够管理各种金属材料和高沉积速度。然而,它的形状精度低于通过其他 AM 工艺积累的形状精度,并且需要精加工作为后处理。此外,由金属组成的 AM 积累由于反复熔化和快速凝固而具有复杂的热历史。因此,使用 SUS316L 奥氏体不锈钢,其积累的微观结构中会发生树枝状生长。因此,与等粒结构相比,不锈钢的机械性能(例如延展性和屈服强度)是各向异性的。因此,我们在此提出了一种结合线材和电弧增材制造 (WAAM) 和精加工系统的新系统。在该方法中,当熔融金属凝固时,通过旋转工具进行精加工。使用新系统进行实验,以抑制 WAAM 累积产生的各向异性微观结构。作为旋转工具,使用切削工具和摩擦搅拌抛光 (FSB) 工具。进行微观结构观察和 X 射线衍射分析以评估累积的各向异性。使用新系统,可以抑制累积中的枝晶生长。通过将上述同时处理系统应用于 WAAM 沉积的最外层,预计可以通过表面改性提高疲劳强度并简化精加工工艺。 - 关键词:线材和电弧增材制造、定向能量沉积、X 射线衍射分析、精加工工艺、切削、摩擦搅拌抛光
使用两种不同的快速制造方法 - 电子束添加剂制造(EBAM)和激光净成型(镜头) - 用于制造NITI元素。以电线或球形粉末形式的初始材料的微观结构和马氏体转化温度。使用镜头技术制造的样品在2 26 C(以DSC中的最大Martensite峰值为最大值表示)时显示了马氏体转化温度(MTT),与原粉相比较低。在使用EBAM制造的样品的情况下,MMT达到2 19 C. Martensite和反向转化的峰弥漫,这是由于样品中晶粒尺寸和组成的差异。在500°C下的衰老2小时不仅在两个样品冷却过程中不仅导致R相分离,还导致了更敏锐和更高转化峰的形成,以及MTT向更高温度的转移。微观结构研究显示,柱状晶粒,靠近沉积元件和底板的界面,垂直于板表面生长。谷物沿着生长方向显示轴向纤维纹理。茎显微照片揭示了富含Ti中的细长细胞的存在。在此过程中形成富含Ti的颗粒导致基质中Ti的耗竭,并与初始NITI粉末相比有助于MTT的增加。透镜沉积样品在奥氏体中还包含较高的位错密度。压缩应力/应变样品样品的应变曲线仅显示马氏体的变形,而透镜沉积的变形在压缩模式下显示出几乎完全的超弹性效应,最高3%。
这是一篇关于先进高强度钢 (AHSS) 微观结构-性能关系理解的最新进展的观点论文。这些合金构成一类高强度可成型钢,主要设计为运输部门的板材产品。AHSS 通常具有非常复杂和多层次的微观结构,由铁素体、奥氏体、贝氏体或马氏体基体或这些成分的双相或甚至多相混合物组成,有时还富含沉淀物。这种复杂性使建立可靠的、基于机制的微观结构-性能关系具有挑战性。目前已有许多关于不同类型 AHSS 的优秀研究(例如双相钢、复相钢、相变诱导塑性钢、孪生诱导塑性钢、贝氏体钢、淬火和分配钢、压硬钢等),并且出现了几篇概述,其中讨论了它们的与机械性能和成型相关的工程特征。本文回顾了该领域微观结构和合金设计的最新进展,特别关注了利用复杂位错亚结构、纳米级沉淀模式、变形驱动转变和孪生效应的含锰钢的变形和应变硬化机制。本文还回顾了微合金纳米沉淀硬化钢和压硬化钢的最新发展。除了对其微观结构和性能进行批判性讨论外,还评估了它们的抗氢脆和损伤形成等重要特性。我们还介绍了应用于 AHSS 的先进表征和建模技术的最新进展。最后,讨论了机器学习、全过程模拟和 AHSS 的增材制造等新兴主题。这一观点的目的是找出这些不同类型的先进钢材在变形和损伤机制上的相似之处,并利用这些观察结果促进它们的进一步发展和成熟。