摘要Burckhardt Compression Holding AG总部位于温特图尔,是一家具有国际活跃的往复式压力机制造商,在其Laby®往复式压缩机中使用三件式活塞。由于其铸造设计,活塞的重量很高,这限制了活塞的大小,特别是对于大直径。因此,正在寻找解决方案在轻质设计中使用金属添加剂制造工艺制作活塞,以抵消这些挑战。在各个科学和工业领域应用的减轻体重的创新技术之一是激光直接金属沉积(DMD)。因此,一个项目是从Burckhardt压缩开始的,以降低质量,从而实现更高的工作速度。这项研究提供了一个工作流程,可通过直接金属沉积(DMD)制造1.4313的轻质活塞,直径约为342 mm,高度为140 mm。活塞的特征是不同的片段,这些片段在传统上和附加性制造中以克服机器限制。活塞皇冠被连接到添加剂制造的部分,并由CO 2激光焊接密封。降低DMD的激光功率可降低温度,因此,锰和硅的氧化和降低载气流量可提高堆积速率,并降低了湍流诱导的氧化。每层交替的进料方向提高了几何准确性,并避免了在锋利的角落积累的材料。一种方法被发现在堆积方向上定量地表明半径的几何精度。选择了激光焊接的焊接类型和接缝以实现良好的力流;但是,需要夹紧装置。为了减少隐藏的T关节的缺口效应,考虑了双重焊接策略。该设计使40%的重量减轻,与铸件活塞相比,重量为40 kg,重量为24千克。的金理分析和3D扫描。该研究显示了DMD的局限性和挑战以及如何通过部分分割克服机器的局限性。
Flore Villaret、Xavier Boulnat、Pascal Aubry、Julien Zollinger、Damien Fabrègue 等人。马氏体钢中 δ 铁素体到奥氏体相变动力学的建模:应用于增材制造中的快速冷却。 Materialia, 2021, 18 (2021) (101157),第18页 (2021)。 “10.1016/j.mtla.2021.101157”。 “cea-03330729”
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由于生产率高,增材制造 (AM),尤其是使用激光和金属粉末的定向能量沉积 (DED-LB/M) 对于制造具有集成功能的工具很有吸引力。本研究致力于 DED-LB/M 制造实验性马氏体时效工具钢、使用先进电子显微镜表征构建微观结构以及评估硬度性能。观察到最终构建的高可打印性和低孔隙率,对于使用 600 W 和 800 W 制造的样品,相对密度不低于 99.5%,但构建的微观结构和性能沿高度呈梯度。观察到取决于制造参数的特征硬度分布和微观结构。制造的马氏体时效钢样品的顶层具有马氏体结构,沉淀物可能在凝固过程中形成。因此,顶层在奥氏体化等温线的深度处较软。在内部区域测量到更高的硬度,这是制造材料在逐层制造过程中进行原位热处理的结果。制造过程中的热循环导致内部区域产生沉淀硬化效应。扫描和透射电子显微镜证实,在顶部和内部区域的原始材料中形成了薄膜状和圆形颗粒。然而,仅在内部区域观察到准晶纳米级 R ' 相沉淀物。制造过程中由于原位热处理而沉淀的 R ' 相的形成是内部区域测得的硬度较高 (440 – 450 HV1) 的原因。
摘要:激光粉末床熔合(LPBF)是一种很有前途的金属材料增材制造工艺,其优点是产品设计灵活,可制造各种机械零件。然而,由于金属零件是逐层堆叠的,因此 LPBF 制备的材料具有各向异性的微观结构,这对于材料设计非常重要。本研究从构建方向探究了 LPBF 制备的 18Ni300 马氏体时效钢(MS)的耐腐蚀性能,并研究了热处理和时效对微观结构和耐腐蚀性能的影响。LPBF 中快速冷却形成的亚晶胞提高了 MS 的耐腐蚀性能。因此,构建后的 MS 具有最高的耐腐蚀性能。然而,热处理或时效会消除亚晶胞,导致耐腐蚀性能下降。对于 18Ni300 MS,圆柱形亚晶胞形成并沿着散热方向排列,与建造方向相似;因此,在建造状态的 MS 中发现明显的耐腐蚀各向异性。然而,这种耐腐蚀各向异性会因热处理和时效而减弱,从而消除亚晶胞。
抽象的结构性马氏体变换实现了各种应用,从高冲程致动,感应到能源有效的磁性制冷和热蛋白网络能量收集。所有这些新兴应用程序都受益于快速转换,但是直到现在尚未探索其速度限制。在这里,我们证明了热弹性马氏体对奥斯丁岩转化的转化可以在10 ns之内完成。我们使用纳米秒激光脉冲加热外延Ni -Mn -GA膜,并使用同步加速器衍射来探测初始温度和过热对转化速率和比率的影响。我们证明,热能的增加可以更快地驱动这种转换。尽管观察到的速度极限为2.5×10 27(JS)1个单位单元格留出足够的空间以进一步加速应用,但我们的分析表明,实际极限将是切换所需的能量。因此,马氏菌的转化遵守与微电子相似的速度限制,如玛格鲁斯 - 左旋蛋白定理所表达的。
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观察到 160°C 的温度会略微降低疲劳寿命,这可能与马氏体时效钢的强度在 160°C 时略微降低有关 []。此外,正如预期的那样,带有机加工通道的样品在检查前没有破损样品,因此效果最佳。垂直样品首先断裂,而倾斜和水平样品的粗糙度较高。断裂分析表明,在部件核心和轮廓之间的垂直样品上有许多大于 100 微米的缺陷(图 12a 和 b)。这些缺陷在水平和 45° 样品上也可见,但数量较少。同样的缺陷也在显微照片上可见(图 12c)。因此,即使粗糙度和夹杂物也存在,起始点的根本原因是缺陷的存在