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2、综述:采用能量直接沉积进行增材制造功能梯度金属材料(5)
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名称:铁镍钴玻封合金,在 20~450 ℃具有与 硅硼硬玻璃相近的热膨胀,居里点高,具有良好的低温组织稳定性,为铁镍钴玻封合金。
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综述:采用能量直接沉积进行增材制造功能梯度金属材料(5)
视频加载中..,▲图2,(a) 自Ti-6Al-4 V合金上直接沉积Inc,(b)采用NiCr作为中间过渡层时进行Incone,(c) 采用中间过渡层VC进行Inconel 71,(d) 成功制备的梯度材料的横截面的抛光,(e) 对成功制备的梯度材料的照片,由于钛和镍在焊接过程中的不兼容性。
AM-FGM在连接钛合金和镍基合金的场合得到了非常,一个非常潜在的应用在于定制梯度的成分梯度实现从Ti,从而满足航空航天的发射器件中的热保护系统以减少应力,这是因为在飞行的过程中的热梯度造成的,此时的Inconel合金连接在热保护系统中来发射飞。
图1所示为连接的一个热服务的器件来制作成整体加劲罐,另外一个潜在的应用是制造可靠的连接来连接油和气工业,文章来源:Opportunities and ch,Journal of Materials Proc,Volume 294,August 2021。
117117,https://doi.org/10.1016/j,最近,Thiriet等人报道了从100 wt.% Ti-,% Mo 和向30 wt.% Inconel 71,他们选择一个中间过渡层是获得成功的过渡转变并实现冶,在他们的梯度材料的过渡中。
Ti-6Al-4 V/Ti-6Al-4V + Mo,具有连续性的显微组织和扩散,而 Ti-6Al-4V + Mo/Inconel ,如图3所示,这一突变揭示了至少存在三个不同的结构,包含不同的亚结构。
如密排六方,体心和有序的密排六方相,这一明显的结构归因于冷却速率在不同位置的区别,从而造成在界面处的性能的不同,如不同的热导率,然而,作者并没有给出一个可靠的办法来解决所面临的挑战,我们认为。
物理为基础的模拟可以更好的控制和预测这些梯度材料的,包括预测不同成分时不同位置的冷却速率,▲图5,25 TA6V – 75 Mo / 30 Inco,a) FSD,b) 密度对比,c) 相的对比,(蓝色:立方。
黄色: 密排六方,棕色: 有序的密排六方),▲图4,(a)自非磁性的奥氏体 SS316合金向磁性的铁素,(b) 显示梯度合金制造后的磁性效果,(c) 梯度合金制造后的显微结构和相应的在界面处的,江苏激光联盟导读:。
异种材料中的奥氏体-铁素体的焊接接头,主要应用在核电中的热交换器和电厂中的火力发电,经受着预先失效,其原因在于铁素体中的碳元素由于碳的化学势的突然变化,尽管铁素体和奥氏体中在碳含量上只存在很小的差别,其Cr含量却显著不同。
造成潜在的化学势的梯度,化学势是碳通过界面发生迁移的主要原因,结果,碳扩散到奥氏体的一侧并留下铁素体一侧中较软的贫碳区,结果造成了接头的预先失效,据悉,采用能量直接沉积进行增材制造功能梯度金属材料的第5。
主要介绍钛基合金向镍基合金过渡的梯度合金的激光增材,Bobbio等人实施了一个数值模拟和实验验证来研究,其显微组织,元素成分,相组成和机械性能均进行了表征。
对于这个梯度合金,进行了21层Ti-6Al-4 V合金的沉积,然后,3%的Invar 合金添加到每一层中,在第32层,一个完全的纯的Invar合金来进行沉积,最后,另外22层Invar进行沉积。
据报道自Ti-6Al-4 V 向 Invar合金的,如宏观裂纹和材料的过流,低熔点的成分的元素在大约12-18vol.% In,通过 CALPHAD计算,得到的结果是在固相和液相温度处下降,这是材料过流的原因,在过渡区中存在的二次相是裂纹产生的原因,这些金属间化合物相经过分析为FeTi。
Fe2Ti,Ni3Ti和 NiTi2,所有这些二次相同通过 CALPHAD进行了识别,然而,实验和模拟结果得到的精确的位置和相的体积分数的结果,这是因为实验条件为非平衡状态,并不遵从等温热动力学计算的结果,最终。
Onuike和 Bandyopadhyay发展了一,采用的是一种新颖的成分连接层,由VC,Inconel 718和 Ti-6Al-4 V所组,利用LENS来进行。
如图2所示,由于VC在Ni和Ti中均可以形成单相,在梯度材料中形成脆性相就被得到抑制,至于AM-FGM,在连接奥氏体和铁素体方面非常吸引人的关注,为限制碳的扩散提供了一个很好的解决方案,有限元模拟证实了自奥氏体向铁素体过渡的梯度成分变化,其失效要弱的多。
Farren等人首先报道了采用LMD技术制造自SS,采用LMD技术进行制造时低合金钢粉末的缺乏限制了这,Brentrup 和 DuPont研究了自 2.2,如347不锈钢,Inconel 82和Inconel 800 合金。
采用双丝气体钨极焊进行制造的案例,他们研究的梯度结构呈现出平滑的变化和性能,其相变同预测也相似,为了实现减少铁素体/奥氏体连接接头处的碳扩散的有害,采用 2.25Cr-1Mo钢向 Alloy 800,结果发现碳的扩散速率显著的减少,导致在典型的服役环境中碳的贫化时间延长了至少20倍。
梯度变化材料的显微组织是从马氏体到完全的奥氏体结果,碳的化学势随着成分的变化呈现一个非线性的趋势,表明这里在 70 % 800H作为显微组织的时候为,在Heer和 Bandyopadhyay的研究中,陡峭的自非磁性的奥氏体SS316合金向铁素体 SS,成功的采用LENS技术实现了AM制造,证明了选择性的磁性梯度的制造,显微硬度的曲线证明存在一个平滑的过渡区。
并且其显微组织揭示了晶粒尺寸在特定的生长方向上的变,见图4,图1,热保护系统应用作为一个附件来连接热服务的IN718,图5a显示的是立方结构的一些位错(紫色的线,白色的箭头)。
大约是制造样品时的内部应力或随后的冷却造成的内应力,自奥氏体到铁素体的梯度材料,Domack 和 Baughman应用制造技术来制,LMD制造技术造成了显著的微裂纹,粗大的枝晶和元素的分离。
粉末的混合为包含40-60%的Inconel718,Lin等人统计和实验研究了自纯钛自 Rene88D,增加镍基合金的含量到最大值为60 wt.% Ren,沿着梯度的成分过渡造成显微组织变硬而更加复杂的组织,形成Ti2Ni和TiNi 金属间化合物。
Shah等人在Ti-6Al-4 V上沉积Incon,使用了连续激光和脉冲激光进行了研究,他们研究了不同的粉末流速对裂纹敏感性的影响,结果显示减少粉末流量可以导致显微组织中的裂纹减少,他们利用有限元分析将这一现象进行了结合来减少在在低。
然而,存在的脆性相Ti2Ni 和 TiNi3 金属间化合,是裂纹产生的另外一个原因,几乎在所有的状态下均观察到了,为了防止裂纹的产生,Pulugurtha成功的发展了一个跳跃到100%,在某些参数下进行。
如激光功率,扫描速度和粉末输送速率,其他的办法也给予了尝试,包括直接在Ti-6Al-4 V上直接沉积 Inco,成分梯度变化,并且NiCr作为中间过渡连接层,然而,这些尝试均失败了。
是因为存在分层,裂纹和由于热物理性能和Ti-Ni系统的冶金的原因形,这包括一个复杂的系统所形成的金属间化合物相,这些化合物相是在冷却的过程中形成的,▲图3,梯度材料的整体图和界面处的EBSD图。
(a和 b) 在 25 wt.% Ti-6Al-4,% Mo和 30 wt.% Inconel 718,(c) 在 100 wt.% Ti-6Al-4 V,% Mo处的界面,参考文献:Multiscale study of ,Additive Manufacturing。
Volume 27,May 2019,Pages 118-130,https://doi.org/10.1016/j,自钛合金向镍基合金的过渡。
UNS N09706/Inconel706抗氧化合金
产品:哈氏合金、高温合金、铜镍合金、英科耐尔、蒙乃,镍基合金等,膨胀合金:,纯镍 / 钛合金:,牌号: Inconel 706,Cu(%): —。
Al(%): —,Ni(%): 42,耐腐蚀性特性,耐蚀合金:,Fe(%): 40,Incoloy 20、330、718、800、80,Mn(%): —,Inconel 600、601、617、625、6。
因科洛伊合金:,GH3030、GH4169、GH3128、GH14,3J01、3J09、3J21、3J35等,蒙乃尔合金:Monel 400(N04400)、M,1J06、1J12、1J22、1J27、1J30、,W(%): —,该合金中的铬元素提供抗氧化性介质。
镍元素不仅提供抗复原环境并且具有很强的抗两个氯离子,Si(%): —,Co(%): —,其他(%): Nb 2.9,4J28、4J29(与玻璃烧结)、4J32、4J3。
高温合金:,N4、N5(N02201)N6、N7(N02200,上海商虎/张工:158 –0185 -9914,生产工艺:热轧、锻轧、精扎、机轧、挤压、连铸、冷拔,沉淀硬化钢/双相不锈钢,化学成分,Mo(%): —,弹性合金:。
Incone706(N09706),Cr(%): 16,哈氏合金:,Ti(%): 1.75,17-4PH(sus630)、17-7PH(sus。
Hastelloy C、C-4、C-22(N060,供应规格:棒材 、板材、管材、带材、毛 细管、丝材,C(%): 0.03,软磁合金:,密度(g/cm3) 泊松比 熔点(℃) 弹性模量(。
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