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World File Search System马氏体
微激光金属丝沉积薄壁镍钛合金的马氏体相变、微观结构和功能行为
近等原子NiTi相的Ni含量在稳定的成分范围内[1]。因此，发生MT的温度范围决定了NiTi主要用作致动器或基于形状记忆效应或超弹性的生物医学设备。结合金属AM工艺可获得的复杂几何特征，利用形状记忆效应可以制造4D材料，其中时间维度被添加到材料几何形状中。由于NiTi合金是研究最广泛的SMA之一，因此它们也被探索作为AM材料，主要是通过使用粉末床熔合技术，例如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和直接能量沉积（DED）[2e4]。这些AM工艺的特点是几何精度高、能够创建内部通道、表面粗糙度合理，以及能够在材料中产生晶格结构[5e7]。然而，与粉末床熔合技术相比，激光金属沉积 (LMD) 等 DED 工艺吸引的研究关注较少 [8,9]。镍钛诺 (镍和钛的合金) 的 AM 在控制构建部件中的最终 Ni 含量方面可能非常关键，特别是由于 Ni 的优先汽化 [10]。这意味着在 AM 过程中可能会发生化学变化，导致原料偏离初始化学成分。AM 工艺过程中的 Ni 损失会导致部件的最终使用问题以及由材料形状记忆行为的局部差异引起的工艺不稳定性。因此，应仔细选择原料材料以潜在地补偿 Ni 的损失。在这方面，通过雾化生产粉末原料对于控制和维持生产批次内和生产批次之间所需的化学成分可能很麻烦。这种变化对 NiTi 合金性能来说可能更为关键，因为它对其化学成分高度敏感。已有研究调查了粉末和线材原料的元素混合，以解决 DED 工艺中化学成分变化的问题 [11, 12]。尽管 NiTi 粉末原料尚未被 AM 最终用户广泛使用，但细 NiTi 线材在市场上广泛可用，并正在开发用于各种应用。商用 NiTi 线材有不同的直径，价格明显低于具有相同化学成分的粉末原料。在使用 NiTi 线材的 DRD 工艺中研究了电弧和等离子等不同热源 [13 e 17]。最近，已证明使用脉冲波 (PW) 激光发射可有效沉积小直径线材，并且与线材直径相比，轨道宽度不会显着增大 [18]。微激光金属丝沉积 (m LMWD) 是一种制造小型 3D 组件或小型半成品零件（例如板、管和环）的好方法，这些零件由镍钛合金制成。与粉末沉积相比，该工艺本质上更安全，原料尺寸与市售 NiTi 丝的直径（0.4 e 0.5 毫米）相当。m LMWD 工艺的可行性已在多种材料中得到证实，例如不锈钢 [18]、AlSi 12 合金 [19] 和以 Dy 为主要合金的 Mg 合金
美国国家航空航天局 (NASA) GRC 材料信息学 Joshua Stuckner CWRU
o Ni % o Ti % o 元素 3 % o 元素 4 % o 热处理 1 次 o 热处理 1 温度 o 热处理 2 次 o 热处理 2 温度 o 热处理 3 次 o 热处理 3 温度 o 较低循环温度 o 较高循环温度 o 奥氏体起始温度 o 奥氏体结束温度 o 马氏体起始温度 o 马氏体结束温度
制备过程中原位热处理对DED-LB/M制备马氏体时效工具钢组织和性能的影响
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。
后热处理条件对激光粉末床熔化18Ni300马氏体时效钢腐蚀行为的影响
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。
本研究探讨了通过高功率和高速激光表面改性 (LSM) 制造 Ti6Al4V 功能梯度材料。
本研究探讨了通过高功率和高速激光表面改性 (LSM) 制造 Ti6Al4V 功能梯度材料。原始样品微观结构由细长的等轴 α 相和 β 相晶界组成。对这些样品应用了九种不同的 LSM 工艺参数集。扫描电子显微镜显示，在所有情况下，激光处理样品的表面附近都有细小的针状马氏体相。观察到马氏体区下方的过渡微观结构区，其中有较大的等轴晶粒和一些马氏体 α 相生长。样品内部包含原始微观结构。发现在所有工艺参数集下进行表面改性后，表面粗糙度都会增加。进行了纳米压痕测试，以获得三相（即马氏体 α、等轴 α 和晶界 β）的硬度和模量。开发了双相晶体塑性有限元模型来研究单轴拉伸载荷下的三区功能梯度微观结构。硬化表面区域阻止了连续滑移带的扩展，而过渡区则阻止了样品外表面和内部之间过大的应力集中。
使用 LENS 和 EBAM 方法增材制造 NiTi 合金的微观结构、老化效应和形状记忆性能比较
对采用各种增材制造方法制备的样品的结构、织构、转变温度和超弹性能进行了比较。采用激光工程净成型 (LENS) 方法制备的样品的织构与 <001> 构建方向有几度偏差，但成分接近初始粉末成分，从而具有超弹性效应。电子束增材制造 (EBAM) 样品在室温下表现出马氏体结构，这是因为转变温度转移到了更高的范围。这种转变是由于不同的加工条件导致的 Ni 含量较低。然而，EBAM 方法在构建方向上产生了更清晰的 <001> 织构，并且可以在室温以上获得良好的超弹性效应。使用 EDS 和电子衍射分析将尺寸为 0.5-2 毫米的金属间化合物颗粒鉴定为 Ti 2 Ni 相。该相通常形成在晶界处。与 LENS 方法相反，EBAM 制备的样品表现出富含 Ni 的初级颗粒，这是由不同的加工条件引起的，这些加工条件降低了固溶体中的 Ni 含量，从而提高了马氏体转变温度。在 500°C 下老化可使 LENS 和 EBAM 样品的马氏体转变温度转移到更高的范围。这是由于形成了富含 Ni 的连贯沉淀物。在用这两种方法制备并在 500°C 下老化的样品中，主要在 {011} B19' 平面上观察到马氏体 B19' 孪晶的存在。关键词：增材制造；形状记忆合金；NiTi；TEM 研究
形状记忆合金薄膜拉胀结构
SMA 通常以两种方式使用：要么利用形状记忆效应，要么利用热或应力诱导的马氏体相变提供的超弹性行为。在 TiNi 基 SMA 中，可实现高达 8% [19] 的可逆固有应变，而利用形状记忆效应则需要加热到高温相奥氏体才能可逆地恢复变形。超弹性合金的可逆伪弹性行为与应力诱导的马氏体相变有关，从奥氏体到马氏体。在这种情况下，只需移除施加的载荷即可实现可逆性。根据应用的要求，SMA 的转变温度可以通过热处理或改变成分来调整。[20–22] Chluba 等人。研究表明，三元形状记忆合金 TiNiCu 即使在 1000 万次超弹性循环后也不会出现疲劳，[23] 这使得这种合金成为皮肤电子（应用于皮肤的可拉伸电子产品）等应用的良好候选材料，其中肘部或膝盖处的设备可能会经受大量循环和大应变。嵌入聚合物中的传统金属（如铜）的循环行为已被研究，结果显示应变高达 5% 时就会出现裂纹。[24] 在人体应用中
通道轮廓激光策略对激光粉末床打印马氏体时效钢疲劳性能和残余应力的影响
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