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2、镍625材料加工(N06625)化学成分物理性能无缝管钢板圆棒钢带
先进材料的激光定向能量沉积(1)
图4 (a)施加的激光能量密度对DED-LB 12,(b)用于维修的沉积态FeCrNiMnMoNbSi,(c) 300M合金钢基体上AerMet100钢覆,以及形成的热影响区,与沉积过程中的热历史相对应,(d) 24CrNiMo钢在DED-LB过程中的组,摘要。
2.DED沉积的材料系统、其微观结构和机械性能,图2金属AM技术,(a)粉末床熔融(PBF)工艺示意图,(b)定向能沉积(DED)工艺示意图,(c) DED在熔覆和修复中的应用,(d)修复DED制造的316L不锈钢涡轮叶片,(e)一种功能梯度磁性非磁性双金属结构,通过电火花加工制造。
(f)一种通过基于自定义DED的工艺制造的大型航空,近年来,通过PBF和DED发表了几篇关于金属AM的综述文章,然而,最近似乎没有对材料系统、材料设计、制造、挑战以及各,因此,本综述的目的是全面分析通过电沉积沉积的材料,包括单片、双金属和多材料系统。
这些材料包括钛合金、钢、铝合金、镍合金、钴合金、金,重点放在DED工艺参数、微观结构和印刷元件的机械性,还讨论了合金设计、自由结构沉积、材料包覆和电火花修,最后,强调了这一领域的关键挑战和机遇,合金钢含有1.0至50 wt%的合金元素,广泛用作汽车、船舶、石油和化学工业的结构材料,它们具有高强度和良好的延展性。
以及优异的耐磨性和耐腐蚀性,合金钢可以通过各种成形和连接操作形成,在低氧环境中制造可以提高合金钢零件的机械性能自然,合金钢的AM正在不同行业中实践,是一个快速增长的研究领域,来源:Laser-based directed e。
Materials Science and Eng,本综述重点介绍了通过微分方程的材料设计,包括对各种单片和多材料成分的调查,本文为第一部分,具有不同取向的样品拉伸性能的变化与沉积过程中热历史,因为冷却速率受到热梯度的高度影响,因此受到沉积高度的影响。
结果表明,热等静压(HIP)由于减少了孔隙率和残余应力而提高,Balit等人研究了用于修复应用的沉积态薄壁DED,使用原位数字图像相关(DIC)结合电子背散射衍射(,发现测量晶粒尺寸与分析的平均轴向应变之间存在良好的,见图6b,Gordon等人研究了在高周疲劳(HCF)加载状态,通过气体保护金属极电弧焊(DED电弧)制造的沉积态。
结果表明,疲劳寿命在很大程度上取决于沉积态钢的固有各向异性、,研究表明,其疲劳性能类似或优于锻造304L不锈钢,这与由DED-LB制造的不锈钢疲劳性能的其他研究非,Yang等人测量了沉积态316L奥氏体不锈钢的显微。
即低于0.03 wt%,以防止敏化并提高耐腐蚀性)与锻造对应物相比,显微硬度增加约35%,与锻钢相比,这种增加与DED-LB钢的精细微观结构有关。
然而,据报道,测得的显微硬度变化很大,这些变化与沉积钢的非均匀微观结构有关,包括层间沉积细胞、夹杂物孔和热影响区,所有这些都具有不同的显微硬度值,人们广泛研究了电火花放电不锈钢的拉伸性能,结果表明。
沉积方向对拉伸性能有很大影响,沉淀硬化(PH)钢是低碳含量(低于0.1 wt%),包含沉淀形成元素,如铜、铝、钛、铌和钽,在退火条件下。
它们可以是奥氏体或马氏体,PH钢零件需要一组独特的性能,其中,这些属性包括高强度、高耐腐蚀性、抗氧化性以及优异的,PH钢零件在各种应用中用作结构材料,包括海洋结构、飞机燃气轮机、油箱、液压系统、紧固件,在沉积过程中利用超声波振动提高了沉积零件的硬度和拉。
这归因于超声波振动在提高粉末收集效率、降低表面粗糙,不锈钢是铁基合金,通常含有至少10.5 wt%的Cr,以形成具有优异耐腐蚀性的钝化表面层,此类合金广泛用于需要耐腐蚀性、强度和延展性组合的结,一般来说,不锈钢的AM加工因其高Cr含量而具有挑战性。
在激光沉积过程中,铬的高氧亲和力导致显著氧化,多项研究表明,在DED过程中,加工参数对不锈钢微观结构演变有很大影响,与非均匀重复逐层沉积过程相关的高热梯度、动态熔体池,这种微观结构的特征是通过先前沉积层边界以不同方向外。
结果表明,随着建造高度的增加,热梯度和冷却速率降低,这导致晶粒结构粗化,图3.DED过程示意图,(a)带有同轴颗粒注射装置的粉末供给系统。
(b)送丝系统,图5 (a)DED-LB Febal-C-Cr-M,(b)沉积方法对DED-LB H13工具钢热历史和,以及沿构建方向的非均匀微观结构和力学性能,(c)沉积态M4和高耐磨钢(HWS)的磨痕形态和特,定向能沉积Ti6Al4V的单轨珠说明了决定β晶粒柱,研究了沉积态不锈钢在水平和垂直方向上的损伤容限和裂。
在垂直试样中,裂纹扩展路径为穿晶,在具有水平取向的样品中,裂纹分支和沿晶界扩展很明显(图6c),Smith等人报告,沉积态304L不锈钢的疲劳性能在很大程度上取决于沉。
结果表明,当缺陷数量最小化时,可以获得优异的疲劳性能,疲劳裂纹的起源以不规则形状未熔合(LoF)缺陷的区,缺陷中含有部分被测量的粉末颗粒,图6d说明了氧含量对沉积态316L伸长率的影响,很明显。
沉积图案(连续层之间为67°或90°)直接影响产生,进而导致主蜂窝臂间距(PCA)的变化,据报道,与DED-LB工艺相关的固有快速凝固过程和高热梯度,尤其是在锻造工具钢的情况下。
Park等人研究了激光能量密度对沉积态AISI H,两种钢的平均显微硬度均随能量密度的增加而降低,这种现象可以通过二次枝晶臂间距的明显增加和CO形成,Baek等人报告了AISI H13和M2合金的DE,电火花加工通常使用粉末或金属丝作为原料,激光/电子束/电弧作为能源,集中能源在特定点熔化进料,并形成熔池。
通常用惰性气体保护,与任何其他AM工艺一样,DED也使用计算机辅助设计(CAD)模型以逐层方式,最常用的金属AM工艺是PBF和DED(分别图2a和,虽然PBF通常具有更高的尺寸精度并产生具有较低表面,但与PBF相比,DED具有多个独特的优势(图2c-f):(1)DE。
高达2.5 kg/h,而对于PBF,高达0.25 kg/h),(2)电沉积具有多材料沉积(例如原位合金化)和制造,(3) DED系统可适用于涂层/覆层的处理和受损零,(4) DED能够处理大体积(>1000 mm3),和(5)在DED系统中,5+轴允许层向任何方向沉积。
定向能沉积(DED)已发展成为一个重要的增材制造(,电火花放电已广泛应用于新型材料的设计和制造中,其中包括金属、陶瓷和复合材料,成功的DED操作需要很好地理解许多关键现象,包括激光-材料相互作用、合金铸造和凝固的基本原理、,以及微观结构-机械性能关系。
粉末流动性、传热和各种机器相关参数也至关重要,近年来,已经发表了几篇关于通过粉末床熔合(PBF)和电沉积,重点是特定材料系统、映射AM的最新技术,或与沉积过程或材料特性相关的问题,然而,最近没有任何综述致力于全面介绍材料系统、设计、制造,由于基于微分方程的方法在制造双金属和多材料结构、修。
本综述重点介绍了通过微分方程的材料设计,包括对各种单片和多材料成分的调查,最后,强调了这一领域的关键挑战和机遇,增材制造(AM)通常被称为三维(3D)打印,允许直接从计算机辅助设计(CAD)文件快速按需制造,而无需任何零件专用工具,最近。
它被确定为推动第四次工业革命的十二种颠覆性技术之一,虽然AM最初是作为“触感”零件的快速原型制作工具,但现在它已成为各行业的主流制造,AM机器通过“逐层”方法逐步沉积材料,从数字模型制作3D零件,AM技术的后续创新将印刷材料的种类从聚合物扩展到金,甚至生物组织。
先进自动化和机器人技术在AM中的集成有助于减少制造,制造出高质量和可重复性的大型复杂结构,AM的固有优势吸引了航空航天、生物医学、汽车和消费,样品S1断裂表面和疲劳损伤孕育点的SEM显微照片,表面上有未熔化的颗粒。
疲劳裂纹起源于大孔隙附近的脱粘未熔颗粒,三径迹激光直接沉积Ti6Al4V的显微硬度预测与实,为AM开发功能和结构材料的兴趣正在迅速增长,包括汽车、航空航天、军事和生物医学在内的主导产业的,本节回顾了最近报告通过DED技术处理的材料。
讨论了加工参数对加工材料微观结构和机械性能的影响,强调了当前设计工业可靠工程部件的科学和技术差距,迄今为止,各种材料已通过DED技术进行处理,取得了不同程度的成功,该材料清单可分为两大类:(1)常用的AM材料,如钛基合金、合金钢、不锈钢、工具钢、镍基合金和铝基,(2)新型AM材料。
如钴基合金、金属间化合物、SMA、HEA、陶瓷、复,具体而言,WAAM工艺因其高沉积速率和生产大型结构的灵活性,在航空航天行业制造高强度铝结构方面吸引了更多的兴趣,高达10 5K/s的高冷却速率,再加上对材料进行独特热循环的分层沉积,可导致复杂的相变和有害残余应力的形成。
沉积态材料的宏观结构和微观结构由电火花沉积过程中的,这些可能会影响沉积零件的机械和物理性能,报告了现场监测、过程优化和反馈控制,以最大限度地减少与DED过程相关的缺陷,提高零件质量。
(a) Inconel 625增材制造墙体的有限元,(b)沿铬镍铁合金625壁长度方向的二维残余应力等,层间停留时间为0 s,(c)沿铬镍铁合金625壁长度方向的二维残余应力等,层间停留时间为40秒,2.2.工具钢。
1、介绍,图6 (a)316L不锈钢的微观结构演变和熔池几何,(b)使用316L的DED-LB用于维修应用,获得的晶粒尺寸和构建高度与发展的单轴应变之间具有良,(c)在通过电火花沉积的304L中,水平和垂直构建方向的Nf循环后的晶粒形态和取向以及,(d)研究了沉积方式对冷却速率、垂直堆积高度和PA,以及氧含量对DED-LB 316L不锈钢拉伸性能的。
虽然DED的核心原则类似于焊接,但它提出了各种独特的技术和科学挑战,因此,基于焊接冶金建立的知识有助于改善具有受控微观结构和,将不同的焊接方法与AM相结合,拓宽了AM技术在大规模制造中的潜力。
基于焊接的AM工艺,如金属丝激光金属沉积(LMD-W)、电子束AM(E,能够以较低的生产成本沉积大型部件,Liu等研究了超高强度300M钢的电火花放电,超高强度钢通常定义为屈服强度高于1380 MPa(,与AISI 4340钢相比。
300M钢中的高硅含量提供了更高的淬透性深度、更高,沉积态钢的微观结构由回火马氏体、残余奥氏体和精细分,还报告了热影响区(HAZ)的微观结构演变及其对与D,见图4c,还利用电火花沉积技术沉积24CrNiMo钢,采用实验观察和模拟来研究与模拟冷却速率和熔池区域温,晶粒形貌分析显示。
沿沉积物表面有一种强烈的,纹理的柱状晶粒,并且在沉积物的大部分中具有随机的晶体取向,表面和大块微观结构之间的这种差异归因于电火花加工过,从而导致回火效应,长三角G60激光联盟导读,2.1合金钢,1994年。
当电光系统(EOS)在直接金属激光烧结(DMLS),金属AM得到了提升,基于激光粉末的定向能量沉积(DED)技术是在美国桑,被称为激光工程净成形(LENS™),多年来,由于核心技术的专利保护有限。
其他公司也开始在全球销售基于激光粉末的电火花加工设,采用DED技术的混合AM机器以及采用灯丝进给的线材,也称为DED电弧)机器也为这一细分市场增加了新的规,自2010年起,美国食品和药物管理局(FDA)一直在批准AM加工零,2013年,美国联邦航空局(FAA)批准了通用电气公司制造的燃。
这是用于关键喷气发动机应用的第一个金属AM零件,2013年,美国国家航空航天局(NASA)在国际空间站(ISS,这些事件增强了AM加工产品在各个工业部门的信心,并促进了该领域的增长,在过去15年中,学术界和工业界与金属AM相关的研发活动的强度迅速增,专利和科学出版物的年度数量显著增长就是证明(图1)。
观察到具有细胞状树枝状结构的精细微观结构,提高了显微硬度,M2沉积样品的磨损性能优于含富铬碳化物的商业热处理,这可以解释为沉积态M2合金中碳化物含量高,Rahman等人研究了两种新型DED-LB高碳高速,这两种钢的微观结构均由含有残余奥氏体的马氏体基体和,在含W合金的钢中观察到表面形成氧化层和更高的碳化物,这导致耐磨性增强(图5a)。
回火处理后的拉伸试验表明,断裂表面具有脆性,上图显示了用于分析的有限元网格,该网格由52472个六角形8单元和62231个节点,沉积区的网格密度为每个热源半径2个元素。
进行了三步网格收敛研究,以确认网格足够精细,使用有限元求解器项目Pan进行热机械分析,长三角G60激光联盟原创作品,图1金属AM研究和知识产权的趋势。
(a)出版物(注意y轴的对数比例),(b)已发布专利,以及(c)独立服务提供商生产AM零件(以百万美元计,2.3不锈钢,在不同的金属电火花加工工艺中,以激光束为能源的粉末原料是最常用的研究工艺。
图3显示了用于粉末和线基进料的基于激光的电火花放电,最近对其特性进行了比较,商用金属线比金属粉末便宜,金属丝也比粉末更安全,更容易储存,然而,需要增加激光功率来熔化金属丝,从而导致送丝激光DED系统的价格更高。
doi.org/10.1016/j.msea.20,参考文献:Additive manufacturi,Complexity,2019 (2019),pp,1-30。
10.1155/2019/9656938,Baek等研究了基板预热对AISI M4工具钢微观,结果表明,通过提高基板预热温度,冷却速度降低,导致残余应力降低。
硬度增加,但抗拉强度和冲击强度降低,Zhao等人研究了沉积方法对H13工具钢微观结构和,结果表明,由此产生的热循环直接受到沉积方法的影响,在连续沉积层之间增加时间间隔以及施加的激光功率的变。
这导致微观结构和机械性能随沉积高度而变化(图5b),图5c显示了沉积态M4和HWS钢上磨痕的磨损分析结,综上所述,可以清楚地看出,DED-LB是制造工具钢的可行选择。
然而,加工参数显著影响部件的微观结构和机械性能,此外,强烈建议进行后处理热处理,以尽量减少残余应力,与传统碳钢相比,添加合金元素提高了机械性能和耐腐蚀性,迄今为止。
各种低合金钢已成功地由DED加工,Guan等人研究了能量密度对DED'ed 12Cr,在所使用的能量密度集内,相对密度的局部最大值达到98.95%,电火花加工零件从能量密度较低的多边形铁素体转变为能。
能量密度在阈值处的增加导致冷却速度降低和晶粒粗化(,Fang等人研究了渗碳FeCrNiMnMoNbSi,结果表明,微观结构由均匀分布的元素组成,具有纳米级马氏体相板条间距和少量纳米多晶沉淀物(图,关于屈服强度和伸长率。
沉积态材料符合锻造沉淀硬化(PH)不锈钢基材的标准,与FV520B不锈钢相比,添加Cr提高了沉积合金的耐蚀性。
镍625材料加工(N06625)化学成分物理性能无缝管钢板圆棒钢带
在金属热变形过程中,随着变形量的增加,一方面材料中产生大量位错,发生加工硬化,另一方面,变形也产生软化。
抵消加工硬化,过程,包括动态回复和动态再结晶过程,不同的材料在热变形过程中可能发生的软化机制是不同的,研究表明Inconel 625合金是在变形过程中产,实现了动态再结晶。
动态再结晶是材料热变形的关键因素之一,往往重要的微观结构演化过程,准确地找出物质运动规律,建立了在结晶过程中临界应变的预测模型,一般认为动态再结晶应该在应变达到峰值之前进行,力对应的应变ε p已经发生,Inconel 625是以Mo和Nb为主要强化元素。
强化镍基变形合金在650℃以下具有良好的耐久性性能,从低温到1095℃温度范围具有良好的强度和韧性,但冷加工提高了合金的强度,合金可以抵抗氯化物应力,腐蚀,可用于制造喷气发动机部件、航空航天结构部件和化工设。
精于工艺,一站式3D打印服务是什么样的?
3D打印服务商几乎都是一路交着高昂的“学费”而达到,这些“学费”打造了服务商的核心竞争力,那就是对于系统、工艺、材料、后处理、质量检测的ko,3D打印服务商必须了解整个流程链,只有在整个工艺链上多处用力,才能在每个点上获得比别人领先的学习曲线,而领先就意味着竞争力。
在这里,Sintavia是3D打印服务商打造一站式服务能力,国际上知名的3D 打印服务商可以说是各具特色,各有千秋,美国3D打印服务商Proto Labs在北卡罗来纳。
Proto Labs制造服务的一个特点是用来驱动公,整个的工作流程依赖于一个“数字线”,连接业务的每一个方面,从报价生成到打印再到运输标签和发送订单都实现自动化,我们知道,为了将其业务链补充完整,美铝已经在密歇根的Whitehall投资了2千多万。
Sintavia采用的是Quintus Techn,通过热等静压和热处理技术能够消除零件中对疲劳寿命产,从而提高钛合金和高温合金3D打印零部件的材料性能,之前,3D科学谷介绍过美铝分拆出的下游业务的公司Arco,Arconic的主要业务包括金属粉末生产、3D 打。
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