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热锻模具钢电弧增材再制造梯度界面组织与力学性能
摘要：热锻模具受到周期性热应力作用，经常以热疲劳、磨损、塑性变形和断裂的形式失效。为延长热锻模具的使用寿命并降低总生产成本，提出了一种热锻模具梯度多材料线材电弧增材再制造方法。多材料梯度界面的性能对决定最终产品的整体性能起着至关重要的作用。本研究将热锻模具再制造区分为过渡层、中间层和强化层三个沉积层。在5CrNiMo热锻模具钢上进行了梯度材料线材电弧增材制造实验，对梯度界面的微观组织、显微硬度、结合强度和冲击性能进行了表征和分析。结果表明，梯度添加剂层及其界面无缺陷，梯度界面获得了高强度的冶金结合。梯度添加剂层的组织从底层到顶层呈现贝氏体到马氏体的梯度转变过程。显微硬度从基体层到表面强化层逐渐增加，在100 HV范围内形成三级梯度变化，3个界面的冲击韧性值分别为46.15 J/cm 2 、54.96 J/cm 2 、22.53 J/cm 2 ，冲击断口形貌从延性断裂到准解理断裂，梯度界面力学性能表现为硬度和强度梯度增加，韧性梯度降低。采用该方法再制造的热锻模具实际应用，平均寿命提高了37.5%，为热锻模具梯度多材料丝电弧增材再制造的工程应用提供了科学支撑。
CuAl8合金原位热锻定向能量沉积电弧
CuAl8 合金可用于工业部件，这些部件需要良好的防腐和耐磨性能。该合金具有中等强度和良好的韧性，室温下的断裂伸长率约为 40%。此外，它还具有良好的电导率，尽管低于纯铝或纯铜。尽管具有这些特性，但尚未报道过 CuAl8 合金的增材制造。在这项工作中，使用带和不带原位热锻的直接能量沉积电弧 (DED-arc) 来确定微观结构演变和机械性能。生产的零件上没有发现内部缺陷。热锻与 DED-arc 相结合可减小和均质化晶粒尺寸，提高机械强度和机械性能的各向同性。此外，使用这种新型 DED-arc 变体可降低整个制造部件的残余应力大小。我们强调，这种合金可以通过DED电弧进行加工，并且伴随材料沉积的热锻操作对微观结构细化和均质化具有有益的影响。
现场热锻和间接冷却 - 运行
为此，设计并制造了具有特定功能的专用DED弧设备进行研究。详细分析了热锻对316LSi不锈钢的影响，并验证了其在其他相关工业材料中应用的可行性。结论是，热锻可以诱导动态再结晶，增加成核点并阻止外延晶粒生长。因此，它有助于整体细化和均匀的微观结构，并提高机械性能。