本文導(dǎo)讀目錄：
1、大規(guī)模金屬增材制造：對(duì)技術(shù)現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)的整體回顧（2）
2、空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的激光輔助增材制造
大規(guī)模金屬增材制造：對(duì)技術(shù)現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)的整體回顧（2）
在文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)的另一種能夠?qū)崿F(xiàn)5軸AM的系統(tǒng)類型是標(biāo)，該系統(tǒng)采用了沉積系統(tǒng)，如GMAW或LDED包層頭，分別在2.1節(jié)和2.3節(jié)中介紹，數(shù)控銑床現(xiàn)有的工藝規(guī)劃和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)基，使其成為一個(gè)受歡迎的工業(yè)選擇，這一建立的管道的技術(shù)將是重要的流線型商業(yè)5軸AM系，特別是一個(gè)有限的尺寸的組件。
304不銹鋼，L-PBF (a)和L-DED (d)工藝示意圖，AM制備的組織主要由共基體枝晶和枝晶間共晶組成，與鑄態(tài)組織相似，然而，AM構(gòu)件的枝晶分支和共晶結(jié)構(gòu)都明顯優(yōu)于鑄造構(gòu)件，這可以解釋為選擇的AM技術(shù)相比鑄造顯著更高的冷卻率，由于AM零件的凝固組織較細(xì)。
枝晶間共晶碳化物大多為片層形貌，這與通常在鑄造組織中觀察到的粗塊狀共晶碳化物形成對(duì)，這就解釋了AM部件與鑄件相比具有更高的硬度、屈服應(yīng)，然而，與變形Co-Cr合金相比，AM制備的Co-Cr合金的碳化物體積分?jǐn)?shù)和硬度值相，機(jī)械手與定位器之間的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn):減少執(zhí)行，增加運(yùn)動(dòng)優(yōu)化和避碰的靈活性。
最大化機(jī)械手的工作空間，以及利用光滑路徑跟蹤光滑拐角的能力，一般來說，機(jī)械手/定位器組合已用于焊接應(yīng)用超過30年，因此，使用這些平臺(tái)進(jìn)行DED沉積是機(jī)器人研究的自然延伸，之前的研究可以無縫地利用。
銅和銅合金由于其高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，被廣泛用于制造散熱器、電線、模具刀片、母線、冷卻部，增材制造允許用銅制造復(fù)雜的幾何形狀，如內(nèi)部冷卻通道，同時(shí)減少所需材料和縮短制造周期，然而。
在AM制備的銅件中，尺寸精度較差，且存在顯著的孔隙，這些問題的原因是由于銅的高導(dǎo)熱性導(dǎo)致了AM期間的快，因此。
使用選擇的AM技術(shù)制造銅元件的研究有限，Anzalone等人、Nilsiam等人和Lu等人，該平臺(tái)的基板由一個(gè)平行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，允許5自由度(DOF)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)多方位沉積，基板可以在所有三個(gè)方向(x，y和z平面)平移，并圍繞兩個(gè)水平坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。
然而，當(dāng)使用所提出的系統(tǒng)制造樣品組件時(shí)，旋轉(zhuǎn)能力沒有被利用，在每個(gè)系統(tǒng)中，沉積系統(tǒng)(GMAW)被剛性地安裝在驅(qū)動(dòng)基板之上，不同工藝參數(shù)下(a) L-PBF[90]、(b，c) L-DED和(d-f)激光焊接[83]鋼的熔，(a)中顯示的數(shù)字表示熔池對(duì)應(yīng)的激光功率(W)。
這些因素使鈦合金成為AM有吸引力的候選者，Ti–6Al–4V（Ti64）合金包含hcpα相和，是所有金屬合金中制造最廣泛的合金，AM制造的Ti–6Al–4V合金比鑄造和鍛造等傳統(tǒng)，但延展性較低，這可以通過與所選AM技術(shù)相關(guān)的高冷卻速率形成α′-，AM制造的Ti–6Al–4V部件的延展性可以通過采。
但代價(jià)是降低材料的整體強(qiáng)度，Panchagnula等人在他們的數(shù)控銑削系統(tǒng)的刀，使其可以在三維平面上移動(dòng)，此外，數(shù)控銑削系統(tǒng)配備了一個(gè)2軸定位器(見圖7a)，使基板可以傾斜和旋轉(zhuǎn)。
自由度的組合允許多向沉積，因此可以制造無支撐元件，Tabernero等人和Calleja等人推出了另，其中的數(shù)控銑削系統(tǒng)采用了激光熔覆系統(tǒng)，具有與Panchagnula等人相似的能力，Dong等人在Cu–9等 鋁部件使用GTAW-AM。
其中單獨(dú)的純銅和鋁導(dǎo)線被送入一個(gè)熔體池，GTAW-AM的快速凝固導(dǎo)致了在構(gòu)建條件下主要由C，預(yù)制件的均質(zhì)熱處理減少了金屬間相的數(shù)量，提高了屈服應(yīng)力、UTS和伸長率，在另一項(xiàng)研究中，Shen等人使用多軸GMAW-AM技術(shù)制備了Cu-，并將其與傳統(tǒng)鑄造的相同部件進(jìn)行了比較。
AM制備的顯微組織中k相的體積分?jǐn)?shù)較低，但金屬間相的含量較高，這是由于與GMAW-AM過程相關(guān)的高冷卻速率抑制了，這些機(jī)械性能大于鑄態(tài)Inconel 625高溫合金，這可以通過在AM-Build Inconel 62，然而，PTA-AM或GMAW-AM制造的Inconel ，這可歸因于變形高溫合金的細(xì)等軸晶粒結(jié)構(gòu)。
據(jù)報(bào)道，LDED制造的Inconel 625高溫合金具有較，但UTS較低（690?MPa）和延伸率（36%）高，鋁合金具有高強(qiáng)度、低密度、良好的延展性和耐腐蝕性，是工程構(gòu)件中應(yīng)用最廣泛的有色金屬合金，鋁合金的增材制造比鋼和鈦合金更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗鼈兙哂懈邔?dǎo)熱性。
因此，在調(diào)幅期間，需要增加不同熱源的功率，以防止快速散熱，當(dāng)熱源是激光束時(shí)，這種情況尤其普遍，因?yàn)殇X合金具有高反射率，反射激光可能會(huì)損壞光學(xué)系統(tǒng)。
這可以通過向激光頭引入短z軸傾斜來抵消，2.4.4鎳合金，圖6 WAAM制造304L不銹鋼垂直方向（L1、L，表5 在第3節(jié)中討論的各種作品中使用的材料樣本，Adeyemi等人研究了激光功率對(duì)LDED制造的1，他們?cè)诟呒す夤β氏掠^察到了粗糙的微觀結(jié)構(gòu)，這是由于高激光強(qiáng)度。
因此冷卻速度較慢，在另一項(xiàng)研究中，Martina等人使用串聯(lián)GMAW焊炬，用17-4 PH不銹鋼絲制作墻壁，他們報(bào)告說。
隨著送絲速度的增加，沉積壁的強(qiáng)度和硬度下降，這歸因于晶粒尺寸的增加，此外，它形成了一種精細(xì)的低熔點(diǎn)共晶結(jié)構(gòu)。
可以回填裂紋并增加晶界面積，防止裂紋擴(kuò)展，在鋁合金中，AlSi10Mg是最廣泛使用的AM制造合金，盡管也研究了其他合金，如Al 5356和Al 4043，該合金為亞共晶鋁硅合金，成分接近共晶。
少量鎂的存在(≈1wt.%）使該合金可通過Mg22，AlSi10Mg合金的機(jī)械性能主要取決于共晶相的形，澆鑄過程中冷卻速度越慢，晶胞結(jié)構(gòu)越大，胞間硅顆粒越大，較大的Si顆粒作為裂紋萌生點(diǎn)，很容易通過較大的細(xì)胞結(jié)構(gòu)傳播，導(dǎo)致強(qiáng)度低和延展性差。
然而，具有高凝固速率的AM技術(shù)可以細(xì)化共晶相，從而提高合金的機(jī)械性能，17-4 PH馬氏體不銹鋼，機(jī)器人大規(guī)模金屬AM的一個(gè)有趣的擴(kuò)展是使用多個(gè)移動(dòng)，每個(gè)攜帶一個(gè)沉積系統(tǒng)，Zhang等人已經(jīng)在土木工程領(lǐng)域?qū)κ褂肁M制作混凝，研究人員提出了一個(gè)由兩個(gè)6軸機(jī)械手組成的平臺(tái)。
每個(gè)機(jī)械手由一個(gè)完整的移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)，每個(gè)機(jī)械手的工具法蘭上都安裝了一個(gè)混凝土沉積噴嘴(，完整的移動(dòng)平臺(tái)可以在不改變平臺(tái)方向的情況下向任意方，這意味著機(jī)械手可以以最佳的時(shí)間和軌跡到達(dá)制造空間中，除了上述5軸平臺(tái)，還有商用的5軸混合動(dòng)力金屬AM平臺(tái)，如Mazak INTEGREX i-400 AM和。
這兩個(gè)平臺(tái)都配備了一個(gè)LDED沉積系統(tǒng)和一個(gè)刀具主，一個(gè)組件是首先制造，或一個(gè)功能是通過AM添加到一個(gè)現(xiàn)有的組件，最終完成的部件或特征，然后通過銑削表面。
以一個(gè)精確的尺寸，這種加法和減法制造的組合在行業(yè)中越來越受歡迎，因?yàn)槿鄙賻缀渭s束的AM加上減法制造提供的表面公差，這提供了目前單獨(dú)使用任何一種技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特功，本研究回顧了大規(guī)模工業(yè)機(jī)器人增材制造的技術(shù)、材料和。
討論了各種材料增材制造的優(yōu)缺點(diǎn)，本文為第二部分，2.4.8.鎢合金，江蘇激光聯(lián)盟陳長軍原創(chuàng)作 品，由于鎂合金在室溫下的主動(dòng)滑移系統(tǒng)有限。
以及在高溫下的高氧化速率，通過鍛造和擠壓等成形工藝制備鎂合金的方法受到了限制，此外，鎂合金的鑄造不允許制造具有復(fù)雜幾何形狀或獲得良好機(jī)，因此。
AM技術(shù)正在探索以鎂合金獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和高性能為目標(biāo)，Guo等人使用GTAW-AM方法用AZ80M合金線，初建組織主要由α-Mg和β-Mg17Al12組成，少量的Al2Y相，這種相組合是典型的變形AZ80M鎂合金。
GTAW-AM制備的AZ80M合金的機(jī)械性能與鍛造，2.4.3.鋁合金，2.4.7鈷鉻合金，本節(jié)介紹了在第2節(jié)中討論的在文獻(xiàn)中常見的AM技術(shù)的，在本文中，AM制造平臺(tái)被認(rèn)為是能夠攜帶、平移和可能重新定向沉，并具有所需的精度，或者。
該系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為平移和重新定位印刷組件的基板，或者是基板的重新定位和沉積系統(tǒng)的平移的組合，平臺(tái)可以編程進(jìn)行沉積軌跡，包括沉積系統(tǒng)的完整集成，其中參數(shù)可以調(diào)整，沉積可以激活和關(guān)閉。
例如，零件方向?qū)AAM制造304L不銹鋼拉伸性能的影響，垂直方向件(L1、L2和L3)的平均屈服應(yīng)力為23，UTS為622 MPa，伸長率為88.1%，然而，據(jù)報(bào)道。
水平方向零件(T1、T2和T3)的平均屈服應(yīng)力、U，對(duì)于大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用，裝配零件需要表現(xiàn)出均勻的機(jī)械性能，因此，AM鋼零件機(jī)械性能的各向異性是一個(gè)挑戰(zhàn)，表4 對(duì)各種制造平臺(tái)類型進(jìn)行了總結(jié)和比較，這一節(jié)中介紹了各種系統(tǒng)類型的審查，以及大規(guī)模金屬AM評(píng)估。
表4列出了本節(jié)涉及的平臺(tái)類型及其優(yōu)缺點(diǎn)，無支撐打印是上述平臺(tái)在制造過程中重新定位組件的能力，以充分實(shí)現(xiàn)多向沉積，這允許通過重新對(duì)齊打印方向與重力矢量無支撐打印，本節(jié)所討論的系統(tǒng)僅限于能夠多向沉積的系統(tǒng)，需要注意的是。
每個(gè)參考出版物的資料列在表5中，不過，Mg，Cu，Co-Cr和鎢合金在任何參考著作中都沒有提及，也不會(huì)被包括在內(nèi)，因此。
與水平方向部件相比，垂直方向部件表現(xiàn)出較低的拉伸強(qiáng)度，但較高的延伸率，LDED制造的304L不銹鋼、WAAM制造的304，鈦合金因其高強(qiáng)度重量比而廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)，鈦合金的同素異形性質(zhì)，除了與AM技術(shù)相關(guān)的高溫?zé)嵫h(huán)外，還考慮了各種微觀結(jié)構(gòu)。
因此也考慮了機(jī)械性能，此外，由于鈦合金的可加工性差，具有復(fù)雜幾何形狀的鈦部件無法使用傳統(tǒng)制造技術(shù)輕松制，Ti的低導(dǎo)熱性導(dǎo)致加工過程中散熱不良，導(dǎo)致表面質(zhì)量和精度較差，并降低了加工刀具壽命，Zhai等人使用高功率激光器制造Ti-6Al-4V。
結(jié)果獲得了建造時(shí)的UTS和伸長率分別為1042MP，使用GMAWand脈沖等離子弧AM制造的Ti–6A，這些發(fā)現(xiàn)可以通過微觀結(jié)構(gòu)的相似性來解釋，在微觀結(jié)構(gòu)中，觀察到細(xì)小的針狀α′-馬氏體和少量的α+β片晶，對(duì)于LDED。
當(dāng)激光功率從780降低時(shí)?W至330?W、 α′-，這是由于激光功率降低導(dǎo)致冷卻速度加快所致，微觀結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致UTS從1042提高到1103 M，但伸長率從7%下降到4%，鋼材因其高強(qiáng)度、高韌性和低成本而廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)。
對(duì)鋼的AM進(jìn)行了廣泛的研究，尤其是WAAM，值得一提的有：ER70S-6、304不銹鋼、308，Dwivedi等人提出了在DED中使用8自由度系統(tǒng)，其中徑向部件使用多向沉積技術(shù)制造，作者使用一種基于粉末的LDED系統(tǒng)用于金屬沉積安裝，Ding等人(見圖7d)和Zheng等人提出的等效。
Ding等研究了將6軸機(jī)械手與2軸定位器進(jìn)行增強(qiáng)，共8自由度進(jìn)行多向沉積，如圖7d所示，圖7 具有多方向沉積能力的AM平臺(tái)示例:(a)一個(gè)，(b)一個(gè)基于平行機(jī)構(gòu)的WAAM系統(tǒng)，(c)一個(gè)6軸機(jī)器人聚合物AM平臺(tái)。
(d)一個(gè)8軸機(jī)器人LDED平臺(tái)，(e)一個(gè)協(xié)同多機(jī)械手平臺(tái)，鎢及其合金因其熔點(diǎn)高、熱膨脹系數(shù)低、抗拉強(qiáng)度高、抗，被廣泛應(yīng)用于許多高溫應(yīng)用領(lǐng)域，如準(zhǔn)直儀、電弧焊電極、火箭噴嘴和高溫爐中的加熱元件，然而。
它們的室溫低延性和高的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度限制了它們的制，粉末冶金(PM)技術(shù)通常用于制造鎢件，然而，由于模具/模具幾何形狀的限制，用粉末冶金技術(shù)制造復(fù)雜幾何形狀的零件具有挑戰(zhàn)性，此外。
由于鎢合金熔點(diǎn)高，氣孔是粉末冶金制品中常見的缺陷，2.4.6.銅合金，因此，AM可以被認(rèn)為是制造具有復(fù)雜幾何形狀的全密集W元件。
Marinelli等人利用一種前端送絲方法，采用GTAW-AM技術(shù)，用純W線制造無缺陷零件，據(jù)報(bào)道，晶粒結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)缺陷(如氣困孔、鎖孔和未融合)的數(shù)量，在另一項(xiàng)研究中，Zhong等人使用LDED技術(shù)從純W和W - ni，沉積后的零件微觀結(jié)構(gòu)中未觀察到裂紋或孔隙。
Fe和Co的加入提高了LDED W-Ni合金的抗拉，與鑄態(tài)Inconel 718相比，與AM相關(guān)的快速冷卻速度導(dǎo)致更精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)和更少，從而產(chǎn)生類似或略優(yōu)的機(jī)械性能，由于缺乏沉淀強(qiáng)化和沉積過程中缺陷的積累，與鍛造的鉻鎳鐵合金718相比，建成AM鍍層的性能較差。
這可以通過熱處理或熱等靜壓（HIP）進(jìn)行補(bǔ)救，采用脈沖等離子弧(PPA) AM制備的Incone，通過GMAW-AM技術(shù)制造的同一高溫合金具有類似的，未完待續(xù)，為了解決這個(gè)問題進(jìn)行了幾項(xiàng)研究，Wu等人研究了通過快速冷焊AM制造的316L不銹鋼，他們觀察到，通過降低掃描速度和增加冷卻時(shí)間。
各向異性顯著降低，這歸因于冷卻速率的降低，Wang等人報(bào)告，WAAM制造的H13鋼在830℃下退火4小時(shí)后，其機(jī)械性能變得各向同性。
在另一項(xiàng)研究中，F(xiàn)u等人采用WAAM和微軋制相結(jié)合的方法消除了貝氏，這種混合技術(shù)的完全等軸晶粒結(jié)構(gòu)導(dǎo)致各向同性機(jī)械性能，圖2 采用大型機(jī)器人AM技術(shù)的公司示例（a）由相對(duì)，一個(gè)更適合的金屬AM制造平臺(tái)使用一個(gè)大規(guī)模的串行機(jī)，而組件是在一個(gè)兩軸定位器(2 DOF)上制造的，這樣整個(gè)系統(tǒng)提供8 DOF。
這些系統(tǒng)與前面介紹的基于平行、基于5軸龍門和基于6，與5軸系統(tǒng)相比，當(dāng)6軸機(jī)械手?jǐn)y帶沉積系統(tǒng)時(shí)，沉積頭的方向可以在所有三個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上改變，鎳合金因其在高溫下的高強(qiáng)度和抗氧化性而廣泛應(yīng)用于燃，在選定的AM技術(shù)中使用了各種鎳合金，包括Inconel 625（In625）、NiCr，AM制造的Inconel 718通常產(chǎn)生FCCγ的。
Nb和Mo偏析到枝晶間區(qū)域，其特征是形成Laves相（（Ni，Cr，F(xiàn)e）2（Nb，Mo，Ti）），Laves相的存在通過耗盡Nb基體抑制γ（Ni33，γ（Ni33Nb）是In718優(yōu)異機(jī)械性能的主要貢。
www.astm.org/industry/add，AM中另一種常見的鋼級(jí)是17-4 PH馬氏體不銹鋼，然而，與DED相反，大部分工作都是在粉末床方法上進(jìn)行的。
與所選AM工藝相關(guān)的高冷卻速率限制了高溫下δ-鐵素，因此在室溫下仍保留一定數(shù)量的δ-鐵素體，AM制造的17-4 PH不銹鋼通常在板條馬氏體基體，已經(jīng)證明，必須使用17-4的PTA-AM進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠帘?，以防止制造過程中的層間氧化，熱源功率的增加會(huì)導(dǎo)致某些合金元素（如鋅和鎂）在制造。
從而由于氣體截留而產(chǎn)生孔隙，這限制了AM可以制造的鋁合金的范圍，鋁還在原料材料上形成一層強(qiáng)的被動(dòng)氧化層，降低了制造過程中熔體的潤濕性，存在較大的凝固范圍是限制鋁合金AM的另一個(gè)因素，合金元素在凝固過程中的偏析降低了晶界的熔化溫度。
形成了一層液膜，鋁的高熱膨脹引起的熱應(yīng)力可導(dǎo)致晶界沿晶斷裂，導(dǎo)致熱裂紋，已經(jīng)證明，硅的加入通過減小凝固范圍、增強(qiáng)流動(dòng)性和降低熱膨脹系，Wu等人和Dai等人首先介紹了另一個(gè)可能用于金屬A，如圖7(c)所示，該平臺(tái)由6軸串聯(lián)機(jī)械手和在該機(jī)械手上方剛性安裝的沉。
所述基板安裝在機(jī)械手的工具法蘭上，可進(jìn)行自由度移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多向沉積，雖然Wu和Dai等人都將聚合物擠出機(jī)作為沉積系統(tǒng)，但簡(jiǎn)單的修改可以使其與第二節(jié)介紹的金屬沉積系統(tǒng)兼容。
這個(gè)命題的一個(gè)固有的限制是，組件的大小被限制到機(jī)械手的最大有效載荷，可能限制了大型金屬部件的可伸縮性，在DED裝配鋼零件中，微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的各向異性都非常重要。
微觀結(jié)構(gòu)晶粒和樹枝晶優(yōu)先沿著具有最高熱梯度的構(gòu)建方，因此，對(duì)于構(gòu)建方向平行于變形方向的垂直定向零件，與拉伸方向垂直于構(gòu)建方向的水平定向零件相比，存在較少的晶界，由于晶界在變形過程中起著阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的作用。
垂直取向部分的位錯(cuò)積累比水平取向部分少，2.4.2.鈦合金，在DED制備的鈦合金中，沿構(gòu)建方向的柱狀晶粒和β，的強(qiáng)晶體學(xué)織構(gòu)導(dǎo)致各向異性微觀結(jié)構(gòu)。
微觀結(jié)構(gòu)的各向異性導(dǎo)致機(jī)械性能的各向異性，通常，水平制造的零件比垂直制造的零件具有更高的屈服應(yīng)力和，但伸長率較低，對(duì)于LDED制造的Ti–6Al–4V合金、LDED，已經(jīng)觀察到這種行為，各向異性機(jī)械性能可以通過獲得具有隨機(jī)晶體取向的等軸，通過使用沉積層之間的層間軋制。
在AM期間添加晶粒細(xì)化元素，通過改變工藝參數(shù)（例如，增加送粉速率和降低激光能量密度）和應(yīng)用后處理熱處理，可以實(shí)現(xiàn)這種微觀結(jié)構(gòu)，這些程序可以將DED預(yù)制鈦合金的應(yīng)用擴(kuò)展到需要在各，3.制造平臺(tái)，鈷鉻合金具有優(yōu)異的耐磨性、高溫硬度、耐腐蝕性和生物。
它們廣泛用于切削工具、燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、外科假肢和，然而，它們的高硬度和低導(dǎo)熱系數(shù)在切削過程中迅速提高了它們，使這些合金非常難以加工，因此，AM是制造Co-Cr零件的一個(gè)很好的候選材料，鎂合金是最輕的工程金屬。
其密度約為1.74gcm?3，顯著低于鋼、鈦合金和鋁合金，雖然鎂合金的應(yīng)用由于其低耐腐蝕性和較差的機(jī)械性能而，但其生物相容性和彈性模量可與人類骨骼相媲美，使其成為具有吸引力的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的候選材料。
此外，鎂合金廣泛用于制造可溶解井下工具，這需要較高的比強(qiáng)度和腐蝕速率，Anzalone等人提出的系統(tǒng)如圖7(b)所示，就所使用的硬件規(guī)模和類型而言。
每個(gè)系統(tǒng)都具有很高的成本效益，然而，這些系統(tǒng)有一個(gè)有限的建造體積和重新定位的角度，使他們不適合更大的部分，另一個(gè)限制是有效載荷可擴(kuò)展性的限制，因?yàn)闃?gòu)建板的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)承載了整個(gè)構(gòu)建的重量。
Zhang等人發(fā)現(xiàn)，該平臺(tái)最顯著的優(yōu)勢(shì)是能夠制造比一個(gè)機(jī)械手所能達(dá)到的，平臺(tái)的移動(dòng)性擴(kuò)展了每個(gè)機(jī)械手的使用范圍，顯著提高了制造的可擴(kuò)展性和持續(xù)時(shí)間，通過增加系統(tǒng)中移動(dòng)機(jī)械手的數(shù)量，可以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
相關(guān)的研究挑戰(zhàn)包括機(jī)器人定位、多機(jī)器人協(xié)調(diào)(如群體，以及機(jī)器人放置精度和優(yōu)化，雖然Zhang等人提出的平臺(tái)不具備多向沉積的能力，但為了便于多向沉積，可以在多機(jī)械手平臺(tái)上增加大規(guī)模多軸定位系統(tǒng)，2.4.5.鎂合金，在另一項(xiàng)研究中。
Guo等使用GTAW-AM技術(shù)，利用不同的脈沖頻率(從1到500 Hz)，用AZ31合金導(dǎo)線制作了全密實(shí)元件，當(dāng)脈沖頻率為5或10 Hz時(shí)，晶粒結(jié)構(gòu)最好，機(jī)械性能也最好，GMAW-AM工藝也用于AZ31B合金線材的制造，據(jù)報(bào)道。
預(yù)制件中孔隙的尺寸和體積分?jǐn)?shù)都顯著低于壓鑄鎂合金中，與鍛造合金相比，GMAW-AM制備的AZ31B合金具有更高的伸長率，但屈服應(yīng)力較低，然而，GMAW-AM制備的AZ31B合金的UTS與鍛造合，不同加工參數(shù)下L-DED打造316L不銹鋼單掃描軌，粉進(jìn)料速度。
激光能量，計(jì)算機(jī)渲染顯示相對(duì)論空間的火箭人族從卡納維拉爾角的，本節(jié)將重點(diǎn)討論由于缺陷與材料或沉積系統(tǒng)之間缺乏相關(guān)，在不同沉積技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的Ti-6Al-4V鍍層中的缺，發(fā)現(xiàn)的缺陷是典型的各向異性組織，孔隙率，熱殘余應(yīng)力，缺乏熔合和開裂。
這些缺陷在LDED，GMAW，GTAW，PTA和EB鍍層中發(fā)現(xiàn)，消除這些缺陷是一個(gè)挑戰(zhàn)，將需要克服之前完全商業(yè)化的AM，特別是大型零件，一些正在探索的補(bǔ)救方法是HIPing。
熱軋，噴丸和冷加工，江蘇激光聯(lián)盟導(dǎo)讀：，此外，據(jù)報(bào)道，AM部件在干砂/橡膠輪試驗(yàn)條件下的耐磨性低于鍛造件。
這是由于AM沉積的層狀碳化物形成了一個(gè)連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，在磨損測(cè)試中很容易被移除，通過后處理熱處理可以提高AM Co-Cr合金的機(jī)械，據(jù)報(bào)道，在不進(jìn)行時(shí)效處理的情況下。
對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行固溶熱處理，可獲得硬度、耐磨性和耐腐蝕性的最佳組合，這種改變方向的能力也促進(jìn)了切向連續(xù)性，允許更平滑的表面拋光，并優(yōu)化材料進(jìn)入熔體池的角度，同時(shí)保持與重力矢量的對(duì)齊，以實(shí)現(xiàn)多向沉積。
例如，在基于gmaw的沉積過程中，特定的拉拽角度可以幫助實(shí)現(xiàn)所需的珠粒幾何形狀，自20世紀(jì)80年代以來，焊接復(fù)雜曲面輪廓的另一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是8軸機(jī)械手和定位，在運(yùn)動(dòng)學(xué)系統(tǒng)中，冗余是指當(dāng)自由度大于完成所需的自由度時(shí)，因此。
冗余意味著運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)勢(shì)，如增強(qiáng)的相對(duì)可達(dá)性和靈巧性之間的加工部件和沉積系統(tǒng)，江蘇激光聯(lián)盟陳長軍歡迎您的關(guān)注，在制造螺旋槳時(shí)，作者消除了對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的需要，它包括一個(gè)核心體(軸)和徑向懸垂特征(螺旋槳葉片)，這種元件很難用傳統(tǒng)的減法制造。
利用基于弧焊沉積技術(shù)的平臺(tái)與8軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相結(jié)合的研，而不是基于焊錫沉積技術(shù)的平臺(tái)，Ma等人使用這樣一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行鋁的實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)，此外，在阿爾伯塔大學(xué)和加拿大埃德蒙頓的InnoTech的。
本研究的作者已經(jīng)使用了一個(gè)機(jī)器人大規(guī)模WAAM平臺(tái)，目前正在進(jìn)行針對(duì)優(yōu)化沉積參數(shù)的參數(shù)識(shí)別的初步研究，2.4.9.缺陷，來源：Large-scale metal addi，InternationalMaterials Re，DOI:，2.4.1.鋼。
10.1080/09506608.2021.197，Caballero等人使用GMAW-AM技術(shù)從金屬，他們報(bào)告說，減少系統(tǒng)的熱輸入會(huì)提高凝固速度，進(jìn)而增加竣工微觀結(jié)構(gòu)中的殘余奧氏體數(shù)量，此外，與鍛造17-4 PH不銹鋼相比，竣工零件具有更低的屈服應(yīng)力和UTS。
然而，暴露于溶液和時(shí)效熱處理后，其屈服應(yīng)力和UTS顯著增加，與鍛造合金相當(dāng)，在316L奧氏體不銹鋼的情況下。
據(jù)報(bào)告，與鍛造零件相比，LDED制造零件具有更高的硬度、屈服應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，機(jī)械性能的這些差異歸因于與鍛造鋼相比，LDED制造鋼的臂間距更細(xì)，LDED制造的316L不銹鋼的晶粒結(jié)構(gòu)高度依賴于工。
其中晶粒通過增加功率密度和降低掃描速度變得更粗，據(jù)報(bào)道，通過GMAW-AM制造的316L不銹鋼具有更高的硬，但伸長率低于鍛鋼，GMAW-AM制造的316L不銹鋼的組織和力學(xué)性能，當(dāng)噴射轉(zhuǎn)移模式被短路轉(zhuǎn)移模式取代時(shí)。
可獲得更細(xì)的晶粒尺寸（從而獲得更高的強(qiáng)度和硬度），這是因?yàn)槎搪返臒彷斎氡葒娏軅鬏斈Ｊ降?，從而?dǎo)致更快的冷卻速度，關(guān)鍵詞: 增材制造、大型氣體金屬弧焊、激光直接能量，參考文獻(xiàn)：Ngo TD，Kashani A。
Imbalzano G，Nguyen KT，et al.Additive manufactur，methods，applications and challeng，ComposPart B: Eng，2018，143:172–196.。
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空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的激光輔助增材制造
研究結(jié)果表明，通過使用AM將多種材料的優(yōu)點(diǎn)整合到一個(gè)零件中，可以實(shí)現(xiàn)一種規(guī)避材料性能權(quán)衡的新方法，這項(xiàng)工作可以激發(fā)對(duì)具有可配置結(jié)構(gòu)的空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，以獲得優(yōu)異的性能和新穎的功能。
同時(shí)，這項(xiàng)工作也存在一些局限性，需要進(jìn)一步研究，如如何控制熔池和稀釋區(qū)的尺寸分辨率，沿Z方向進(jìn)行拉伸試驗(yàn)或壓縮試驗(yàn)以檢查機(jī)械性能的各向，通過有限元模擬進(jìn)一步了解變形過程中的三維應(yīng)變/應(yīng)力。
此外，利用金屬絲粉或金屬絲作為增材劑的電弧/激光輔助制造，目前尚缺乏探索，但將成為未來的研究熱點(diǎn)，顯微硬度用MATSUZAWAMMT-X3顯微硬度計(jì)，負(fù)載為100 g。
停留時(shí)間為15 s，拉伸片沿水平方向從構(gòu)建塊中提取，即拉伸片的長度平行于基材頂面，在拉伸片的尺寸減少的部分是6毫米寬，3毫米厚。
28毫米長，拉伸試驗(yàn)在INSTRON 5982萬能材料試驗(yàn)機(jī)上，加載速度為1 mm/min，采用非接觸式先進(jìn)視頻引伸計(jì)(AVE)測(cè)量拉伸應(yīng)變，測(cè)量長度為20mm，通過三次反復(fù)試驗(yàn)測(cè)量了拉伸性能，將平均結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)差制成表格，采用2D數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)系統(tǒng)和蔡司GOM相關(guān)。
1，對(duì)于h值較小的樣品（例如h1），MS和SS軌跡之間會(huì)有強(qiáng)烈的混合（參見補(bǔ)充圖S2），在拉伸試驗(yàn)期間，如圖15a所示。
裂紋在界面或粘合區(qū)域萌生，可能是由于重疊區(qū)域的強(qiáng)度較低，具體而言，如圖15b所示，沉積過程中由Marangoni效應(yīng)引起的MS和SS，重疊區(qū)域的成分發(fā)生了顯著變化。
不再繼承本構(gòu)材料的有利特性，此外，如圖15c所示，層厚度t隨著h值的減小而增加，這也可能導(dǎo)致非均質(zhì)材料的強(qiáng)度降低。
因?yàn)樵谧冃芜^程中，位錯(cuò)按照霍爾-佩奇標(biāo)度定律堆積在界面上，即σ∝T?1/2（σ為流動(dòng)強(qiáng)度），MS/SS SHM、整體MS和SS在HT后的應(yīng)力-，HTed SS顯示出941MPa的低YS，以及18.3%的高延伸率。
相比之下，HTedMS具有約1.6 GPa的高YS，而El僅為5.7%，有趣的是，HTed MS/SS SHM實(shí)現(xiàn)了接近1.5 GP，表明了一種有希望的強(qiáng)度-延性組合。
其優(yōu)于HTed MS和SS，具體而言，MS/SS SHM的YS根據(jù)SS增加了550MPa，并且MS/SS SHM的El高于MS，同時(shí)具有與MS相似的強(qiáng)度，（i）混合規(guī)則（ROM），通常，異質(zhì)結(jié)構(gòu)金屬復(fù)合材料的強(qiáng)度與單個(gè)本構(gòu)材料的強(qiáng)度有關(guān)。
可通過ROM進(jìn)行估算：，其中Vi和σi是組分i的體積分?jǐn)?shù)和強(qiáng)度，基于鋼中的拉伸-壓縮對(duì)稱性，圖14中的四根柱子用作ROM的組分，以使拉伸強(qiáng)度合理化，并假設(shè)每根柱子為整個(gè)樣品的四分之一體積，以便簡(jiǎn)化，此后。
HTed h2樣品的CYS計(jì)算為約1400 MPa，略低于拉伸試驗(yàn)測(cè)得的YS（1491 MPa），然而，如圖所示，3b和14a，較白的SS區(qū)域大于較暗的MS區(qū)域，這意味著柱3和柱4（強(qiáng)度較低）代表的體積分?jǐn)?shù)在整個(gè)，表明ROM估算的實(shí)際CYS應(yīng)低于1400 MPa。
因此，h2樣品的YS超過ROM預(yù)測(cè)，這表明存在其他強(qiáng)化機(jī)制，圖7 h2樣品的EBSD分析，(a) Fig，6a區(qū)域?qū)?yīng)的低倍率IPF，(b) SS和MS之間熔池邊緣的EDS映射圖。
(c) (b)不同結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)應(yīng)的波段對(duì)比度圖，(d)邊緣的IPF，3.3.4.局部機(jī)械性能，3.3.多尺度機(jī)械性能，4.討論，MS/SS-SHM的強(qiáng)化機(jī)理可以從混合規(guī)則（ROM。
(1)艙口間距h對(duì)SHM的微觀結(jié)構(gòu)演變和機(jī)械性能有，大h(≥1.75 mm）導(dǎo)致薄層厚度變薄，從而允許穿過多個(gè)層的針狀樹枝晶連續(xù)外延生長，相反，合適的h值為1.5 mm，通過交替材料沉積改變了微觀結(jié)構(gòu)的生長方向，此外。
h還影響MS和SS熔體池之間的界面稀釋行為和粘結(jié)強(qiáng)，從而導(dǎo)致不同的機(jī)械性能和斷裂機(jī)制，圖12 拉伸試驗(yàn)后h2試樣的EBSD分析，(a)接近骨折位置處的EBSD測(cè)量區(qū)域示意圖，(b)區(qū)分MS和SS區(qū)域的EDS制圖分析，(c) IPF圖，(d) GND圖，本工作首次報(bào)道了采用LAAM加工的MS/SS材料的。
旨在將兩種材料的優(yōu)點(diǎn)整合為一部分，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度-延性協(xié)同，主要結(jié)論如下：，為了了解結(jié)構(gòu)不均勻性如何影響變形/斷裂行為，以及微觀結(jié)構(gòu)不均勻性是否可以緩解應(yīng)變局部化和開裂趨，采用原位數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）方法研究了拉伸試驗(yàn)過，請(qǐng)注意。
應(yīng)變值代表觀察表面的平均應(yīng)變，如圖11所示，在應(yīng)變?yōu)?%的情況下，測(cè)量表面在某些點(diǎn)處顯示非均勻應(yīng)變局部化，這些點(diǎn)在垂直于載荷方向的試樣上進(jìn)一步擴(kuò)展，在應(yīng)變?yōu)?.5%和2%時(shí)形成變形帶，3%和4%應(yīng)變階段的放大圖表明應(yīng)變局限于SS區(qū)域，允許MS熔體池中的低應(yīng)變區(qū)域（圓圈區(qū)域）隨著應(yīng)變的。
DIC應(yīng)變分布圖中的MS區(qū)域是根據(jù)圖3中給出的結(jié)構(gòu)，其中MS熔體池主要由SS材料開始，隨著應(yīng)變的進(jìn)一步增加，高應(yīng)變帶逐漸合并，達(dá)到應(yīng)變極限后斷裂，從X-Y、X-Z和Y-Z橫截面上觀察樣品OM形貌，構(gòu)建不同h的SHMs三維視圖，如圖3所示。
總體而言，兩種材料在空間上纏繞在一起，這與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一致，如圖1c所示，由于耐腐蝕性較差，較暗區(qū)域?yàn)镸S。
較白區(qū)域?yàn)镾S，正面和側(cè)面視圖顯示了具有周期性MS和SS熔池的網(wǎng)紋，俯視圖顯示了兩種材料相互分離的沉積軌跡陣列，值得注意的是，具有不同h值的樣品顯示出不同的層厚度（t）和稀釋區(qū)，層厚在270～370μm之間，隨h值的減小而增大，較低的h值意味著隨后在一層中沉積SS的MS軌跡谷較。
這限制了熔池的擴(kuò)展，并因此增加了t，此外，熔池深度也隨h變化，h越大，SS熔池深度越淺，圖S2在低碳鋼基體上沉積的MS和SS軌道的橫截面形，(a)寬度分別為1.2 mm和1.5 mm的SS和。
(b)多個(gè)MS軌道h值為1.5 mm，(c) - (f)艙口間距對(duì)SS和MS軌道重疊形態(tài)，江蘇激光聯(lián)盟導(dǎo)讀：，?獨(dú)特的變形帶延遲頸縮，有助于獲得良好的延展性，微柱壓縮試驗(yàn)是為了測(cè)量局部機(jī)械性能，這是理解加強(qiáng)機(jī)制的關(guān)鍵，此外。
SHM比文獻(xiàn)中報(bào)道的許多片層和線性功能梯度材料具有，這可以用混合規(guī)則效應(yīng)和異質(zhì)變形誘導(dǎo)強(qiáng)化(HDIS)，此外，原位變形觀測(cè)發(fā)現(xiàn)SHM中存在多個(gè)變形帶，這些變形帶延遲了頸縮，并與變形誘導(dǎo)塑性(TRIP)效應(yīng)相關(guān)聯(lián)，促進(jìn)了延性。
研究結(jié)果突出了一種新的方法，通過使用多種材料的LAAM，在可配置的架構(gòu)下開發(fā)具有可調(diào)性能的SHM，兩種材料在不同樣品(不同h值)沉積軌跡上的硬度測(cè)量，圖8b展示了h2樣品不同軌跡界面上的壓痕OM圖像，顯示了圖8a中的界面是如何被識(shí)別的，隨著h值的增大。
MS區(qū)寬度有變寬的趨勢(shì)，在建成狀態(tài)下(圖8a)，SS和MS區(qū)域的硬度分別約為460-480 HV0，值得注意的是，h1樣本中MS區(qū)域的硬度略高于其他樣本，這可能是由于較小的艙口間距導(dǎo)致SS密集地轉(zhuǎn)移到MS。
另外，MS和SS的硬度在熱處理后均有所增加，MS的硬度高于SS(圖8c)，總的來說，在兩種情況下，硬度都在MS和SS軌道界面處逐漸轉(zhuǎn)變。
這可以緩解MS和SS之間的機(jī)械性能不匹配，圖9 MS/SS SHMs及整體MS和SS試樣的工，(a)不同h值對(duì)SHM試樣拉伸應(yīng)力-應(yīng)變的影響，(b) AISI 420、C300MS和h2 SH，圖10顯示了SHM樣品的SEM斷口，在h1、h3和h4樣品中觀察到滑移帶（如圖10a、。
而在h2樣品中則普遍存在多尺寸凹陷（圖10b），如圖10e所示，具有大量滑移帶的區(qū)域富含Cr，這表明滑移帶主要存在于420 SS區(qū)域，h2樣品中的高密度韌窩表明材料在斷裂前經(jīng)歷了大量塑，而h1和h3樣品中的滑移帶（無明顯韌窩）表明材料發(fā)，如圖10e所示，當(dāng)滑動(dòng)到C300 MS區(qū)域時(shí)。
滑動(dòng)會(huì)被阻斷或抑制，這可能會(huì)延遲斷裂并增強(qiáng)材料的加工硬化，本研究使用了兩種氣體霧化球形粉末，即300級(jí)馬氏體時(shí)效鋼（C300 MS）粉末（，此外。
夾層還抑制了脆性相(金屬間化合物或金屬碳化物)在鍵，并提高了兩種材料之間的潤濕性，值得注意的是，中間層可以在激光過程中原位形成，而不需要在A和B[14]之間沉積另一種材料，(iii)材料A和B的AM。
兩種材料隨重量百分比的梯度變化，使材料A和B的機(jī)械性能更平滑的過渡，(iv）最近還報(bào)告了交替沉積材料A和材料B以形成分，例如交替使用Inconel 625合金和316 L，目前的異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料在克服強(qiáng)度-延性平衡方面具有很高，但面臨著不可配置的異質(zhì)區(qū)分布和機(jī)械各向異性的挑戰(zhàn)，本研究探索了具有可配置結(jié)構(gòu)的非層狀空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。
以結(jié)合AISI420不銹鋼和C300馬氏體時(shí)效鋼的，提高整體性能，結(jié)果表明，艙口間距(h)對(duì)多層膜的微觀結(jié)構(gòu)演化和機(jī)械性能有顯，影響層厚和稀釋區(qū)。
在多尺度上評(píng)價(jià)了該材料的機(jī)械性能，h為1.5 mm時(shí)，試樣的抗拉強(qiáng)度約為1.6 GPa，斷裂伸長率為8.1%，表現(xiàn)出良好的強(qiáng)塑性結(jié)合，來源：Laser aided additive m。
International Journal of ，圖4 在頂部(X-Y)平面觀察到的SHM樣品的微觀，分別為深色的MS和明亮的SS軌跡，(e)和(f)分別為(b)中標(biāo)記的e和f區(qū)域的近距，2．3，多尺度機(jī)械測(cè)試，h2樣品的EDS圖如圖6a所示。
富鉻區(qū)為SS，富鎳區(qū)為MS，共同形成互鎖結(jié)構(gòu)，此外，在EDS圖中可以觀察到凝固MS熔體池中的富Cr條紋，這是熔體池對(duì)流流動(dòng)和物質(zhì)轉(zhuǎn)移行為的特征。
選定點(diǎn)的成分分析如圖6b所示，在MS區(qū)域測(cè)得的光譜1、2和5顯示Cr含量為4.1，遠(yuǎn)高于純MS（Cr<0.1 wt%），此外，在SS區(qū)域測(cè)得的光譜3和光譜4也顯示出大量鎳（約8，盡管SS幾乎不含鎳，因此。
成分分析表明這兩種材料之間存在相互稀釋現(xiàn)象，這表明隨著成分的變化，某些局部區(qū)域的機(jī)械性能與MS和SS不同，如圖7所示，進(jìn)行EBSD分析，以確定沿構(gòu)建方向的晶粒取向，圖7a中的IPF圖顯示了與圖6a區(qū)域相對(duì)應(yīng)的MS和，其揭示了整體的晶粒取向?111?沿構(gòu)建方向的方向。
凝固熔池由多個(gè)柱狀枝晶區(qū)域組成，其胞軸幾乎垂直于熔合線，這與OM觀察到的微觀結(jié)構(gòu)相同，此外，SS和MS熔體池之間的晶粒取向沒有實(shí)質(zhì)性差異，這有利于這兩種材料的內(nèi)部結(jié)合。
因?yàn)榻缑鎯蓚?cè)相似或相同的晶粒取向可以減少兩種材料的，從而提高了材料的機(jī)械性能，圖7b-d中提供了熔體池邊緣的進(jìn)一步高倍率EDS和，EDS圖（圖7b）表明MS熔體池被吸入SS區(qū)域，形成混合邊緣。
圖7c中的帶對(duì)比度圖顯示柱狀SS細(xì)胞從現(xiàn)有MS細(xì)胞，這促進(jìn)了圖7d中IPF顯示的相同晶粒取向，相同的界面晶粒取向有助于降低柱狀SS細(xì)胞生長過程中，也有助于提高界面結(jié)合強(qiáng)度，F(xiàn)e-13.78Cr-1.04Mn-0.85Si-，重量%），沉積過程使用內(nèi)部開發(fā)的粉末吹制LAAM系統(tǒng)進(jìn)行，該系統(tǒng)配備1kW IPG鐿（YLR-1000-MM。
粉末的形態(tài)和粉末流動(dòng)路線如圖1a所示，兩種粉末從雙10-C粉末給料機(jī)（Oerlikon ，LAAM工藝示意圖如圖1b所示，其中氬氣（純度≥在沉積過程中，99.999%被用作送粉載氣和保護(hù)氣體，空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的沉積過程如圖1c所示，圖16 MS/SS SHM的機(jī)械性能與（a）AM處，TiB2/TiAl、Ti/Ta、Cu/Ni和功能梯。
通過拉伸試驗(yàn)研究了不同h值和熱處理后對(duì)SHM試樣機(jī)，獲得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線繪制在圖9a中，相應(yīng)結(jié)果總結(jié)在表1中，所有SHM樣品（范圍1221–1334 MPa）的，然而，可獲得較低的斷裂伸長率（El），在所有SHM樣品中，h2樣品達(dá)到了最高的屈服強(qiáng)度（YS）。
達(dá)到1090 MPa，與本構(gòu)材料相比增加了約200–320 MPa，因?yàn)?20 SS和C300 MS的屈服強(qiáng)度分別為7，h2樣品的El約為15%，接近MS樣品的El。
并且遠(yuǎn)高于其他SHM樣品，因此，與MS和其他SHM樣品相比，竣工h2樣品顯示出更好的強(qiáng)度-延性組合，表1 對(duì)AM制備的C300 MS、420 SS和S，然而，h值對(duì)沿構(gòu)建方向的微結(jié)構(gòu)具有顯著影響。
這可以從圖5中得出結(jié)論，圖5a顯示了用1.5和2 mm的h處理的樣品（即h，其中MS（暗）和SS（亮）區(qū)域可以容易區(qū)分，由于這兩種材料（MS和SS）均為鐵基馬氏體鋼，具有良好的激光印刷適性和良好的兼容性。
因此SS和MS層之間的過渡平滑且?guī)缀鯚o孔隙，圖5b和c中提供了h2樣品的高倍視圖，圖5b中觀察到針狀枝晶的連續(xù)外延生長，這是熔體池側(cè)面經(jīng)常出現(xiàn)的側(cè)向分支特征，使晶體能夠跟隨相鄰熔體池中熱梯度的劇烈變化，如上圖。
對(duì)斷口表面的FESEM觀察證實(shí)了疲勞裂紋的存在，區(qū)域1顯示出穩(wěn)定的疲勞裂紋擴(kuò)展形貌，裂紋沿同心向萌生點(diǎn)擴(kuò)展，區(qū)域2依次顯示條紋和海灘標(biāo)志，但在這種情況下，這些特征交替為酒窩。
提供了不穩(wěn)定疲勞裂紋擴(kuò)展的證據(jù)，最后，在區(qū)域3發(fā)現(xiàn)了凹陷破裂的證據(jù)，這是由于微孔隙合并，表明超載導(dǎo)致最終破裂，一般來說，在間距和深度方面觀察到許多不同的條紋。
分析在一個(gè)相對(duì)較小的區(qū)域顯示規(guī)則的間距，疲勞起始點(diǎn)附近的最小值為0.05 μm，最高值為0.20 μm，在區(qū)域1和區(qū)域2進(jìn)行的觀測(cè)量化了疲勞條紋數(shù)的數(shù)量級(jí)，這與高周疲勞機(jī)制一致，典型粉末冶金產(chǎn)品：（a）WC-Co硬質(zhì)合金的微觀結(jié)。
(3)SHM樣品的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于層狀材料和線性功能梯度，ROM和HDI解釋了潛在的強(qiáng)化機(jī)制，在拉伸過程中，DIC原位觀察到SHM中的多個(gè)變形帶對(duì)延遲頸縮有顯，這與TRIP效應(yīng)一起有助于獲得良好的延性，如圖6b中的成分分析所示。
MS和SS熔體池之間的相互稀釋表明形成了SHM樣品，圖11 HTed h2 SHM試樣拉伸過程中的DI，3.3.1.硬度曲線，江蘇激光聯(lián)盟陳長軍原創(chuàng)作品，粉末冶金（PM）是一種技術(shù)——在某些情況下甚至是一。
PM產(chǎn)品大致可分為兩大類，一組包括“粉末冶金材料”，即在這種情況下，選擇PM路線以獲得其他路線無法獲得或至少不具有所需，典型的例子是WC-Co硬質(zhì)合金。
其特殊的微觀結(jié)構(gòu)（見圖（a））無法通過鑄錠冶金生產(chǎn)，另一組包括“粉末冶金精密零件”，在這里，PM提供了大量復(fù)雜形狀零件的經(jīng)濟(jì)制造，一個(gè)典型的例子是汽車凸輪軸皮帶輪（圖（b）），因此。
在第一種情況下，有利于PM的技術(shù)原因，而第二種情況主要有利于更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)路線，當(dāng)然，為了保持競(jìng)爭(zhēng)力，所有PM產(chǎn)品最終都必須滿足經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)，然而，在許多情況下。
PM產(chǎn)品本身可能比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品更昂貴，但其性能要高得多，因此節(jié)省的成本超過了較高的采購成本，3.結(jié)果，3.2.2.元素分布，圖B在處理狀態(tài)下的91級(jí)(a)馬氏體組織和在670。
異質(zhì)區(qū)之間的相互作用產(chǎn)生一種協(xié)同效應(yīng)，其綜合性能可以超過本構(gòu)材料或優(yōu)于混合規(guī)則的預(yù)測(cè)，例如，在層合結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂紋橋接、裂紋鈍化和應(yīng)力重分布等，此外，冷軋加工的層壓鋼也突出了不同層壓結(jié)構(gòu)在調(diào)整疲勞性能，目前，異質(zhì)組織材料的加工多采用冷軋、表面處理(如表面機(jī)械。
然而，這些方法面臨的挑戰(zhàn)要么是控制非均質(zhì)區(qū)域的體積分?jǐn)?shù)和，要么是組件的大小和幾何形狀的限制，因此，缺乏通用和完善的加工方法來制造具有可配置結(jié)構(gòu)的大塊，圖2 CT切片和斷層掃描顯示缺陷的三維分布，(a) h1 = 1.35 mm樣本的典型CT切片，以及(b) h1 = 1.35 mm和(c) h2。
光學(xué)顯微鏡的圖像可以被普通的光敏相機(jī)捕捉到，生成一張顯微照片，最初，圖像是通過攝影膠片捕捉的，但隨著互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體和電荷耦合器件(CCD)，可以捕捉數(shù)字圖像(下圖A)。
純數(shù)字顯微鏡現(xiàn)在可用，它使用CCD相機(jī)來檢查樣品，結(jié)果圖像直接顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，而不需要目鏡，下圖B給出了91級(jí)馬氏體鋼和A617高溫合金輕組織，在LAAM過程中。
使用不同的h值（即h=1.35、1.5、1.75和，處理后的樣品分別稱為h1、h2、h3和h4 SHM，LAAM還生產(chǎn)了整體C300 MS和420 SS樣，用于比較，按照MS的典型HT參數(shù)，對(duì)MS/SS SHM和整體MS和SS樣品在490°，然后在空氣中冷卻。
該HT溫度已證明能夠提高420 SS的強(qiáng)度，圖15 艙口間距對(duì)斷裂行為和斷裂機(jī)理的影響，(a)和(b) h1 = 1.35 mm的樣品，(c)多層金屬中強(qiáng)度與層厚關(guān)系示意圖，(d)和(e) h2 = 1.5 mm的樣品。
(f)和(g) h4 = 2.0 mm的樣品，通過改變均質(zhì)材料的化學(xué)成分或微觀結(jié)構(gòu)，利用傳統(tǒng)的合金設(shè)計(jì)來消除金屬材料的強(qiáng)度與延性之間的，例如，增加碳含量是制造高強(qiáng)度鋼的最有效和最經(jīng)濟(jì)的方法之一，但它可能會(huì)導(dǎo)致副作用。
如延性、焊接性和可加工性的退化，以及裂紋傾向的增加，具有成分、相和微觀結(jié)構(gòu)不均勻性的材料，如層壓材料、成分、晶?；蚩棙?gòu)級(jí)配材料、諧波結(jié)構(gòu)和層，往往可以提高性能，4.2.異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)化機(jī)理。
5.結(jié)論，圖A光學(xué)顯微鏡，（2）沿著間隔的中心線沉積SS粉末，以形成完整的一層，（3）對(duì)于第二層沉積，將激光掃描方向旋轉(zhuǎn)90°。
并交替重復(fù)步驟（1）和（2），在從一種粉末切換到另一種粉末之前，載氣將保持1分鐘，以吹出噴嘴內(nèi)的殘余粉末，在上述工藝之后，MS和SS粉末交替沉積形成具有可配置結(jié)構(gòu)的塊狀材料，使用的圓形激光束直徑約為1 mm。
MS和SS的最佳激光功率和掃描速度分別為850w和，890w和20mm/s，這些參數(shù)是在之前的C300 MS和420 SS單片，其相對(duì)密度高于99.5%，粉末進(jìn)料速率為3.0–3.5 g/min，2.實(shí)驗(yàn)性。
區(qū)域1的疲勞條紋，圖S1 建造的SHMs的OM圖像顯示了高密度的樣本，h1 ~ h4樣本分別為(a) ~ (d)，?體素化異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料比其他層狀材料更堅(jiān)固，?體素化異質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)合了每種本構(gòu)材料的優(yōu)越性能。
利用h1和h2 SHM樣品的CT重建，可視化了樣品內(nèi)部缺陷的三維分布(如圖2所示)，證實(shí)了SHM樣品在孔隙率低于0.3%的情況下達(dá)到了，值得注意的是，從圖a和圖b中可以看出h1樣品中存在裂紋和大孔隙。
而h2樣品中的缺陷以小孔隙為特征(圖2c)，說明h2樣品的密度較高，圖2b和圖c中整個(gè)3D體積的孔隙率進(jìn)一步證明了這一，其中h2樣品的孔隙率僅為0.17%，而h1樣品的孔隙率為0.28%，此外，還通過OM圖像對(duì)SHM樣本的密度進(jìn)行了評(píng)估，這些圖像在補(bǔ)充圖S1中提供。
所有SHMs的相對(duì)密度均大于99.7%，在h1、h3和h4試樣中，寬度小于15 μm、長度小于100 μm的裂紋較少，c-d)，在2.8 × 6.7 mm2區(qū)域內(nèi)，每個(gè)試樣僅出現(xiàn)一條裂紋，相比之下，h2樣品中的缺陷主要以孔隙為特征。
如圖S1b所示，最大孔徑在20 μm以下，3.2.1.微觀結(jié)構(gòu)的形態(tài)，不幸的是，AM處理的上述四種類型的多材料系統(tǒng)都具有層狀結(jié)構(gòu)的，即僅沿一個(gè)方向的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
這些層狀異質(zhì)結(jié)構(gòu)背后的加工方法和設(shè)計(jì)動(dòng)機(jī)可能受到A，然而，這些異質(zhì)材料系統(tǒng)無法充分利用AM在設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜異，此外，它們還往往表現(xiàn)出各向異性的機(jī)械性能，這在研究和工業(yè)應(yīng)用之間造成了差距。
SHM樣品的頂面（X–Y平面）微觀結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中較暗的區(qū)域表示MS材料，因?yàn)榕cSS相比，MS材料的耐腐蝕性較差，MS軌跡中的凝固前沿是明顯的，h1和h2樣品中被捕獲的SS材料呈白色。
表明兩種材料因熔體池對(duì)流而相互混合，相比之下，h3和h4樣品中軌道邊界處的相互混合特征變得不那么，尤其是h4樣品，其中凝固前沿的彎曲特征不再可見，這是因?yàn)榕摽陂g距的增加減少了這兩種材料之間的熔體池。
圖4e和圖f分別顯示了h2樣本中選定區(qū)域（圖4b），MS和SS區(qū)域均由細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成，其間形成細(xì)長柱狀結(jié)構(gòu)（見圖4e），圖4f顯示了MS和SS之間的互鎖微觀結(jié)構(gòu)特征，圖8 laam加工SHMs的硬度分布圖，(a)多個(gè)激光軌跡的硬度變化。
以及顯示h2樣品在(b)建成和(c)高溫處理后界面，4.3.獨(dú)特的變形行為和改善的延展性，2.2.孔隙度和微觀結(jié)構(gòu)特征，本研究探索了具有可配置結(jié)構(gòu)的非層狀空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，以結(jié)合AISI420不銹鋼和C300馬氏體時(shí)效鋼的，提高整體性能，（1）使用大艙口間距（h）將MS粉末沉積在低碳鋼基。
以在MS軌道之間保留間隙，?體素化建筑材料可通過增材制造進(jìn)行配置，圖10 拉伸后SHM試樣的SEM斷口分析(a)至(，(e)為h3 SHM樣品的EDS映射，為了了解HTed SHM樣品的局部機(jī)械性能，對(duì)選定區(qū)域（見圖14a）進(jìn)行了微柱壓縮試驗(yàn)，包括MS（柱2）和SS（柱4）區(qū)域的中心以及稀釋邊，圖14a中微柱的代表性形態(tài)顯示了僅為2.6°的錐角。
圖14b繪制了微柱的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線，其中柱2達(dá)到約1630 MPa的最高壓縮屈服強(qiáng)度（，接近通過拉伸試驗(yàn)測(cè)得的整體MS（1612 MPa），相比之下，1號(hào)礦柱的CYS（約1560 MPa）略低于2號(hào)礦，然而，斷裂形態(tài)中的凸起效應(yīng)（圖14c）表明，1號(hào)礦柱的延展性高于2號(hào)礦柱。
因?yàn)?號(hào)礦柱顯示壓實(shí)階段較早（參見圖14b中2號(hào)礦，并且具有多條滑動(dòng)痕跡（圖14d），此外，來自稀釋區(qū)的柱3代表MS和SS之間混合物的性質(zhì)，而柱4來自整體SS區(qū)。
礦柱3和礦柱4的CYS分別約為1270和1180 ，支柱4（圖14f）中的凸起效應(yīng)表明其延展性高于支柱，這些微柱壓縮試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，由于MS和SS之間的相互稀釋，MS和SS之間存在分級(jí)機(jī)械性能轉(zhuǎn)變，3.2.顯微結(jié)構(gòu)觀察，圖5b中MS和SS熔體池針狀枝晶的生長方向不同。
此外，從圖5c中可以看出，針狀MS枝晶被胞狀SS結(jié)構(gòu)破壞，當(dāng)裂紋沿著針狀枝晶傳播時(shí)，可能會(huì)改變裂紋的傳播方向，延遲斷裂，相比之下，針狀樹突在h4樣品中普遍存在。
它橫跨數(shù)層，長度高達(dá)一厘米，生長方向沒有明顯變化，這可能是由于較淺的熔池，允許樹枝晶外延生長方向通過層一致與最高溫度梯度，枝晶臂間距由冷卻速率控制，如圖4e所示，MS和SS的細(xì)胞大小相似。
說明這兩種材料在沉積過程中的冷卻速率相似，圖3 不同艙口間距的laam加工SHMs的3D O，使用PhoenixNanotom M micro ，約3.0×4.5×3.5 mm3），以評(píng)估孔隙度，最大X射線能量為180 kV。
束流功率為7.5 W，像素尺寸約為4.1μm，使用VG StudioMax軟件對(duì)樣品進(jìn)行閉合缺陷，采用OLYMPUS MX51光學(xué)顯微鏡(OM)和蔡，研究其微觀結(jié)構(gòu)形貌。
電子背散射衍射(EBSD)信息用牛津EBSD探測(cè)器，步長為150 nm，利用HKL Channel 5軟件編制了反極圖(I，在Bruker D8 Discover衍射儀系統(tǒng)中，使用步長為0.02°和0.3 s/步的Co Kα輻，通過X射線衍射（XRD）檢測(cè)相組成。
圖6 （a） EDS繪圖和（b）沿h2樣品的構(gòu)建方，元素組成以重量百分比表示，圖14 選取SHM中選定區(qū)域的微柱進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，(a)測(cè)試前微柱位置和典型微柱形態(tài)的概覽，(b)不同微柱的壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線，(c) - (f)測(cè)試后1 ~ 4柱的SEM斷裂圖，圖1 粉末和實(shí)驗(yàn)工藝。
(a)粉末形貌和粉末進(jìn)料路線，(b) LAAM過程示意圖，(c)空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼逐步LAAM沉積過程示意圖，2，在h2樣品中形成了合適的重疊率和穿透深度（參見補(bǔ)充，因此，大量變形后，h2樣品在MS和SS區(qū)域斷裂（如圖15d所示）。
這表明機(jī)械性能源自MS和SS之間的協(xié)同作用，這是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)闹丿B有助于在變形期間形成更平滑的界面，并繼承了本構(gòu)材料的有利特性，例如，MS的高強(qiáng)度和SS的良好延性。
因此，h2樣品實(shí)現(xiàn)了良好的強(qiáng)度-延性組合（圖9a），近年來，增材制造技術(shù)的發(fā)展為異質(zhì)金屬材料的加工提供了新的途，現(xiàn)有關(guān)于AM異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的文獻(xiàn)主要可分為四類:(i，如馬氏體時(shí)效鋼在銅合金襯底上的AM。
在這種情況下，界面可以呈現(xiàn)從材料a到材料B的急劇轉(zhuǎn)變，由于物理和冶金不匹配，易在界面產(chǎn)生裂紋，(ii)材料A在材料B上的AM。
以材料C為中間層，這可以緩解界面失配，因?yàn)橹虚g材料C通常與材料A和B具有良好的相容性，為了合理確定不同區(qū)域的局部機(jī)械性能，對(duì)HTed SHM試樣進(jìn)行了微柱壓縮試驗(yàn)。
在FEI HeliosNanoLab 600i S，使用Ga離子束在30 kV、21na至7na的束流，微柱直徑5 ~ 7 μm，高度13 ~ 20 μm，所有微柱的錐度角均小于4°，在Bruker Hysitron TI950納米機(jī)，采用φ10 μm扁凸金剛石頭對(duì)微柱進(jìn)行壓縮，加載速率為10 nm/s。
卸載速率為200 nm/s，試驗(yàn)采用位移控制，最大加載深度為4 μm，3.3.3.現(xiàn)場(chǎng)變形觀測(cè)，3.3.2.拉伸性能和顯微分形。
3．1，樣品的孔隙度和空間形態(tài)，3.2.3.晶體取向，1，介紹。
為了提高材料的強(qiáng)度-延性協(xié)同作用，首先探索了利用激光輔助增材制造(LAAM)將兩種金，形成具有可配置架構(gòu)的空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料(SHM)，研究了工藝參數(shù)對(duì)材料空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的影響，研究了兩種材料的微觀組織演變及其強(qiáng)化機(jī)理，在此基礎(chǔ)上。
對(duì)原位變形行為進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，并對(duì)斷裂機(jī)理進(jìn)行了探討，該研究強(qiáng)調(diào)了利用AM促進(jìn)具有空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)的多材料數(shù)，以規(guī)避材料性能的權(quán)衡并增強(qiáng)功能，W，Chen。
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6 (2020)，eaba8169，圖13 單片C300MS、420 SS和MS/SS，為了進(jìn)一步證實(shí)對(duì)變形行為的理解，對(duì)靠近斷裂位置（如圖12a所示）的斷裂樣品進(jìn)行了E，并在圖12中給出，圖12b中的EDS圖顯示了MS和SS區(qū)域，因?yàn)镸S富含Ni。
而SS富含Cr，晶粒取向分布如圖12c所示，并且更多晶粒沿著表面取向?001?拉伸試驗(yàn)后SS區(qū)，然而，拉伸試驗(yàn)前的晶粒取向主要為?111?紋理，如圖7a所示，晶粒取向的變化可能是由拉伸應(yīng)變引起的[26]，此外。
與預(yù)試驗(yàn)條件相比，圖12c中的柱狀枝晶不再垂直于熔池邊界（見圖7a），這可能是變形過程中的晶粒旋轉(zhuǎn)，圖12d顯示了不均勻的GND分布，其中增強(qiáng)的GND主要位于SS區(qū)域，表明它們經(jīng)歷了更嚴(yán)重的變形，這一發(fā)現(xiàn)與圖11所示DIC測(cè)量的應(yīng)變分布圖一致，圖11還顯示SS區(qū)域的應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)。
通過XRD測(cè)試對(duì)拉伸前后SHM樣品的相組成進(jìn)行了分，以揭示潛在的相變，如圖13所示，MS/SS SHM樣品中的奧氏體相（γ）主要位于S，其已轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體相（α），如（111）衍射峰所示。
4.1.填充間距對(duì)斷裂行為的影響，圖8a顯示了不同樣品（具有不同h值）中兩種材料沉積，圖8b展示了h2樣品不同磁道界面上壓痕的OM圖像，其顯示了如何識(shí)別圖8a中的界面，隨著h值的增加。
MS區(qū)域的寬度有變寬的趨勢(shì)，竣工狀態(tài)下SS和MS區(qū)域的硬度（見圖8a）約為46，1和420–450 HV0，分別為1，值得注意的是，h1樣品中MS區(qū)域的硬度略高于其他樣品，這可能是由于小艙口間距導(dǎo)致SS強(qiáng)烈轉(zhuǎn)移到MS熔池。
此外，熱處理后MS和SS的硬度都增加，MS的硬度高于SS（見圖8c），總的來說，在這兩種情況下都觀察到MS和SS軌道之間的界面硬度。
這可以緩解MS和SS之間的機(jī)械性能不匹配，參考文獻(xiàn)：Y.M，Wang，T，Voisin，J.T，McKeown，J。
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迄今為止，利用激光AM工藝沉積非層狀空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)金屬材料的巨，在空間設(shè)計(jì)和制造中使用AM的獨(dú)特靈活性，使加工具有定制架構(gòu)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，結(jié)合每個(gè)本構(gòu)材料的優(yōu)越性能，以提高整體性能，此外，在多層金屬中。
界面對(duì)材料的強(qiáng)度、斷裂和加工硬化等性能起著基礎(chǔ)性的，例如，界面可以作為滑移位錯(cuò)的屏障，以提高屈服強(qiáng)度，流動(dòng)強(qiáng)度大多隨單層厚度的減小而增加，因此，擁有更薄的層或更多的接口對(duì)于改善屬性 至關(guān)重要，復(fù)合材料的空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生比層流復(fù)合材料更高的。
顯示出開發(fā)更優(yōu)異性能的高可行性，此外，如圖13中的XRD測(cè)試所示，γ-α相變是一種無擴(kuò)散剪切相變，在機(jī)械載荷條件下，局部應(yīng)力有利于低于Ms的溫度下的馬氏體相變，這種現(xiàn)象被視為相變誘發(fā)塑性（TRIP），其中。
在拉伸變形過程中，相變進(jìn)一步促進(jìn)塑性，因此，與單片MS相比，MS/SS SHM的El增加，與AM處理MS相比，SHM獲得的機(jī)械性能如圖16a所示，竣工MS具有較高的El（高達(dá)14%）。
同時(shí)具有相對(duì)較低的UTS（通常低于1.3 GPa），相比之下，熱處理MS的UTS可達(dá)2.2 GPa，但其El通常低于5.6%，因此，SHM樣品的UTS接近1.6 GPa，El合理，突出了MS在強(qiáng)度-延性權(quán)衡方面的突破。
此外，如圖16b所示，還將SHM的拉伸性能與層狀材料（LMs）和功能梯度，SHM的YS（約1.5 GPa）遠(yuǎn)高于LMs和功能，包括層狀鋼和MS基功能梯度材料，如MS-H13、MS-420不銹鋼和MS-304不，此外。
LMs通常表現(xiàn)出各向異性的機(jī)械性能，F(xiàn)GM的機(jī)械性能由界面強(qiáng)度或較弱的材料決定，因此，與SHM相比，LMs和FGM都不能有效地發(fā)揮本構(gòu)材料的優(yōu)點(diǎn)，這可能是導(dǎo)致LMs和FGM機(jī)械性能較差的主要原因，（a） Ti/Nb和Ti6Al4V/Mo對(duì)樣品的尺，（b） Schneider等人重建后Ti6Al4V。
（c）界面Ti6Al4V/Ti6Al4V+25%M，圖5 h2=1.5 mm和h4=2 mm加工的SH，（a）低倍圖像顯示兩個(gè)樣品的不同形態(tài)，放大圖像顯示（b）和（c）中h2樣品和（d）至（f，具有良好強(qiáng)度-延展性組合的材料通常需要（i）變形期，以及塑性應(yīng)變依次出現(xiàn)在更寬的尺寸中，以及（ii）抑制裂紋萌生和擴(kuò)展。
對(duì)于整體MS或SS材料，當(dāng)塑性變形變得不穩(wěn)定時(shí)，局部頸縮很容易擴(kuò)展到整個(gè)樣品并持續(xù)發(fā)展，然而，對(duì)于SHM，拉伸試驗(yàn)期間的多個(gè)變形帶（見圖11）對(duì)延遲頸縮有顯。
換句話說，微觀結(jié)構(gòu)的不均勻性可以有效地限制和延遲SS區(qū)域過早，此外，大量的互鎖界面還可以防止裂紋進(jìn)入MS區(qū)，(ii)異質(zhì)變形誘導(dǎo)強(qiáng)化（HDIS），HDIS是一種強(qiáng)化機(jī)制，通過將應(yīng)力從軟（塑性變形）區(qū)重新分布到硬（非變形）。
以提高材料的整體屈服強(qiáng)度，圖11中的DIC應(yīng)變圖顯示，軟SS區(qū)域首先經(jīng)歷塑性變形，而硬MS區(qū)域在拉伸變形期間保持彈性，在早期塑性和穩(wěn)定彈性階段，MS和SS區(qū)域之間的這種機(jī)械不相容性也可能加強(qiáng)MS，變形期間，應(yīng)變梯度傾向于在軟區(qū)和硬區(qū)邊界附近發(fā)展。
在軟區(qū)產(chǎn)生背應(yīng)力，在硬區(qū)產(chǎn)生正向應(yīng)力，背應(yīng)力是GND形成的長期內(nèi)應(yīng)力，位錯(cuò)堆積在疇邊界，阻礙了位錯(cuò)發(fā)射和軟區(qū)中的滑移。
使軟區(qū)看起來更強(qiáng)，當(dāng)硬磁疇（即MS區(qū)域）比軟磁疇（即SS區(qū)域）強(qiáng)得多，磁疇邊界將更有效地阻擋GND，并且硬磁疇將保持彈性，直到軟磁疇中的背應(yīng)力非常高。
因此，軟區(qū)和硬區(qū)之間的相互作用共同促成了SHMs中的HD，此外，SHM具有比層狀材料更多的邊界，這也可以解釋SHM中更高的強(qiáng)度，因?yàn)榻缑嬖鰪?qiáng)了強(qiáng)度和流動(dòng)應(yīng)力，如許多層狀材料所示。
機(jī)械性能高度依賴于層厚度（t）和界面結(jié)構(gòu)，類似地，這些SHM中的h對(duì)機(jī)械性能有顯著影響，如圖9a所示，原因可能與斷裂行為有關(guān)，凝固SS和MS熔體池的形狀以及h值對(duì)激光沉積軌跡形。
MS軌道之間的間距可通過h進(jìn)行調(diào)節(jié)，這表明這兩種材料之間存在不同的重疊率和相互混合行為，這將導(dǎo)致SHM樣品中不同的斷裂行為和強(qiáng)度，如圖15所示，除了高強(qiáng)度外，MS/SSSHM還表現(xiàn)出良好的延展性，其根本原因與獨(dú)特的空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)和應(yīng)力誘導(dǎo)相變有關(guān)，（a–e）：表面機(jī)械磨損處理（SMAT）鍍錫試樣的。
聚焦于嚴(yán)重塑性變形區(qū)域（SMAT邊緣始終位于圖片底，（b）：在右上角，聚焦Ti-25Nb中距表面20μm處的扭結(jié)帶，（c–e）：藍(lán)色箭頭表示受影響的深度，(2)在多尺度上評(píng)估了MS/SS SHMs的機(jī)械性。
檢測(cè)到硬度在界面上逐漸轉(zhuǎn)變，在所有SHM中，h2樣品的YS（1090 MPa）最高，遠(yuǎn)高于本構(gòu)材料，此外，HTed SHM實(shí)現(xiàn)了約1.6GPa的高UTS，以及8.1%的合理El。
顯示出比本構(gòu)MS和SS更好的強(qiáng)度-延性組合，所選區(qū)域的微柱壓縮試驗(yàn)揭示了內(nèi)部稀釋區(qū)域的局部機(jī)械，這與MS和SS區(qū)域不同，本文亮點(diǎn)，2.1.材料和工藝，F(xiàn)e-18.3Ni-9.1Co-4.9Mo-0.7，重量%）和AISI 420不銹鋼粉末（。
doi.org/10.1016/j.ijmacht，3，h的進(jìn)一步增加降低了重疊率和SS軌道的穿透深度（參，導(dǎo)致軌道間粘合強(qiáng)度差和分層傾向高，因此，對(duì)于h值較大的樣品（例如h4）。
由于重疊區(qū)域不足和界面粘結(jié)強(qiáng)度差，裂紋沿著MS和SS熔池之間的邊界（見圖15f）萌生，在這種情況下，如圖15g所示，尖銳的界面將導(dǎo)致變形期間的高應(yīng)變失配，因?yàn)閅S低于MS的SS可能會(huì)經(jīng)歷更嚴(yán)重的變形。
這種高度的機(jī)械不相容性可能導(dǎo)致應(yīng)力奇異性，如應(yīng)變期間界面處的微裂紋和空洞，隨后，初始裂紋沿熔池邊界迅速擴(kuò)展，導(dǎo)致完全斷裂。
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