本文導讀目錄：
3、噴丸、激光沖擊和超聲納米晶改性對In 718疲勞強度的影響（2）
多材料打印是一種先進的3D打印技術，可以實現(xiàn)全組裝或者免組裝，是制備新材料和可控材料的高新技術，獨特的層層堆積3D打印技術，使得多材料打印可控、梯度增加、個性化定制成為可能，多材料打印是一種革命性的新技術，會在不久的將來度我們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生革命性的影響，圖8 多材料金屬打印的柱塞。
從100%不銹鋼到100%VC，文獻3，多材料打印時展現(xiàn)出來的獨特的魅力，不僅可以將兩種不同的材料實現(xiàn)100%的混合，同時實現(xiàn)設計結構件性能的均一性，這一理念導致了打印In718 和GRCoP-84復，這是一種無磁性和有磁性的不銹鋼，Nb在Ti6Al4V中混合比例不同等。
如圖3，多材料打印還可以通過添加不同的物相而改變金屬的性質，如二次金屬強化相，而且通過控制不同的添加量，還可以控制產(chǎn)品的性能，以已經(jīng)商業(yè)化應用的巧克力打印為例。
該設備可以依據(jù)你所設想的，自由調配黃油、奶油、牛軋?zhí)?、花生等，設計出個性化的巧克力，然后打印出來，這一設想和步驟。
其原理同多材料打印工程材料的理念是一樣的，所不同的是，打印巧克力時添加的花生到奶糖中的過程變成了添加陶瓷，表面涂加的黃油換成了生物相容性涂層以提高人體植入物，這一增加的功能是多材料3D打印發(fā)展的驅動力。
而某一特定區(qū)域的功能可以在用戶設計的時候用以提高產(chǎn)，2.https://doi.org/10.1016，Laser additive manufactur，Vacuum，Volume 169，November 2019，108888。
1：https://doi.org/10.1016，Additive manufacturing of，Additive Manufacturing，Volume 29，October 2019，100797，作為一種已經(jīng)應用于食品工業(yè)中的個性化打印設備來說。
其應用觸角已經(jīng)延伸到許多其他個性化的領域，如Nike已經(jīng)公開展示并銷售了不僅質量輕而且獨具個，通用電氣則使用3D打印制造了飛機CFM發(fā)動機噴嘴，這一革命性的應用，將原來18個零件組合變革成一個零件，而且還減重了25%。
在醫(yī)療領域，患者已經(jīng)享受到個性化打印醫(yī)療器械所帶來的便利，這些個性化定制的醫(yī)療植入物更適合患者的康復和骨的長，從而顯著降低了手術風險和提高整體植入物的性能，本文來源：。
增材制造又叫3D打印，是一種革命性的制造技術，可以快速、經(jīng)濟的制造出復雜形狀的制品，許多商業(yè)部門如汽車、航空航天、醫(yī)療甚至是食品工業(yè)部，盡管這一技術促進了單一材料的應用效能，制造業(yè)界也在不斷發(fā)生著變革，如3D打印可以實現(xiàn)打印用戶所設定的期望性能的多材料，這就意味著。
可以通過單一部件，實現(xiàn)硬度、耐蝕性和環(huán)境適應性等在最需要呈現(xiàn)這一性能，這一工藝可以使得采用制造的多功能部件采用傳統(tǒng)工藝不，也不可能采用單一材料制造出來，增材制造陶瓷、金屬、聚合物等正在研究如何通過多材料，并且已經(jīng)打印出許多以前不可能打印出來的產(chǎn)品。
然而，多材料打印尚處于發(fā)展的初期，研究人員還剛剛將其目光投向這一高新技術，且表明該技術的確優(yōu)于傳統(tǒng)的多材料制造技術且正致力于，本文則綜述了3D打印多材料的現(xiàn)狀，圖4 多材料金屬打印的案例圖。
編輯，https://doi.org/10.1016/j，Additive manufacturing of，Amit Bandyopadhyay，Bryan Heer，Materials Science and Eng，Volume 129。
July 2018，Pages 1-16，圖8激光打印多材料的示意圖和實物圖 （文獻2），參考文獻：，圖3 多材料打印金屬的案例，由于多材料打印可以一次成型且制造特定區(qū)域具有特殊性，先進的金屬多材料打印可以通過金屬-金屬、金屬-陶瓷。
同傳統(tǒng)的局限于焊接結構相比，采用多材料打印就很容易實現(xiàn)功能、梯度材料的制備以提，金屬-陶瓷材料的多材料打印，如SiC在Ti6Al4V中，同理VC在不不銹鋼中。
Ti6Al4V-Al2O3 中的功能梯度材料等，沉積100%的Al2O3 在Al2O3 基材中，然后逐漸過渡到打印不銹鋼，在過渡到打印Ti，已經(jīng)被證明有多種用途。
最終還有原位合成TiB-TiN增強的Ti6Al4V，激光天地導讀：本文主要介紹了多材料增材制造聚合物、，同時還討論了多材料打印的優(yōu)缺點，圖1 傳統(tǒng)制造工藝同3D打印多材料工藝的對比圖，圖6 激光粉末床打印MS1（馬氏體不銹鋼）-H13，圖1為傳統(tǒng)制造工藝和3D打印工藝的對比。
傳統(tǒng)制造工藝必須先單獨制造出部件來然后在通過后期的，這一過程同傳統(tǒng)工藝制作巧克力是一樣的繁瑣復雜，對多材料打印來說，打印復合梯度材料或漸變材料可以在一個機器中完成，聚合物材料的3D打印系最早應用的多材料打印案例，主要是因為該材料打印時相對簡單而且相互間兼容性也比，多顏色的打印制品，如自行車頭盔、足球頭盔、防護手套等。
均可以在滿足使用功能的前提下讓該物品變得更加多姿多，如圖2所示，同時打印出的多材料打印制品，可以隨環(huán)境變化而發(fā)生變化，這就是3D打印中的黑科技4D打印，盡管多材料3D打印的部件如此令人激動人心，他們大多用作概念原型來證明該多材料系統(tǒng)、功能的可行，當然。
也只有經(jīng)歷了這一原型階段之后，多材料打印才會開始真正走進制作多材料金屬復合材料打，3D打印單一材料已經(jīng)進入了實用階段，多材料打印中獨特的連接方式使得多材料打印同傳統(tǒng)制造，從而有效避免或減少了應力集中帶來的危害，同時多材料打印時使用的原材料基本是粉末。
使得傳統(tǒng)工藝中兩者不易混合的工藝也變得十分容易，增材制造（又叫3D打印）技術在技術革新方面包含三個，當你考慮3D打印如何通用時，你考慮的是3D打印技術對現(xiàn)有生產(chǎn)格局的影響以及造成，作為打印金屬、陶瓷和聚合物來說，三者之間的差別太過巨大，為了能夠夠讓大家易于想象，我們采用大家最能發(fā)揮想象力和引起興趣的食品打印為例。
以食品為例，將你想要打印的想法上傳到打印機，然后這一想法就會在你面前呈現(xiàn)出來并打印出來你所期望，然而，這已經(jīng)不再是科幻電影中的場景了，披薩、復雜形狀的巧克力。
甚至是餅干均可以打印出來，而且?guī)缀醪焕速M材料，這充分顯示出該技術的有用性和有效性，3D打印作為一種提供個性化服務的產(chǎn)品，即使是在廚房都可以輕易隨時打印出獨特的、令人垂涎的。
圖7 多材料打印MS1-H13時界面處的EBSD圖，3.https://doi.org/10.1016，Additive manufacturing o，Amit Bandyopadhya，Materials & Design，Volume 139，5 February 2018，Pages 419-428。
圖5 增減材復合制造工藝，圖2 多材料打印聚合物的案例，如今，3D打印多材料已經(jīng)遠勝傳統(tǒng)的單一材料的服役效果，并取得了令人矚目的成績，這些3D打印出來的產(chǎn)品具有材料-資源節(jié)約型、部件或。
同時這些多材料打印的部件可以實現(xiàn)復雜形狀和增加特殊。
一種用于3D打印的新型鋁成形高溫合金（1）
江蘇激光聯(lián)盟導讀：，2.6.2 蠕變測試，采用光學顯微鏡對裂紋敏感性進行了評價，立方體樣本在平行(稱為XZ或YZ)和垂直(稱為XY，因此，有了這個定義，XY平面的法線就是它的建造方向。
對于XY平面，取中等高度的截面，裂紋的嚴重程度通過XY平面成像來確定，每個合金考慮5個圖像，ImageJ軟件通過確定裂紋計數(shù)密度(裂紋/mm2，裂紋長度被定義為對應于每個裂紋上最大線長的卡尺直徑，研究了噴印、熱處理、在配備牛津儀器X-Max能量色。
利用背散射電子成像(BSE)和能量色散x射線光譜(，采用10 kV加速電壓和500pa探針電流采集ED，在3 V直流電下，用10%磷酸對樣品進行電解蝕刻去除γ基體，觀察γ′的大小、分布和形貌，有一些因素可以加速在高溫應用中插入3D打印，如燃氣輪機工業(yè)和火箭。
一種方法是通過更好地理解傳熱和產(chǎn)生的熱機械效應來調，使用預熱和多個熱源，或者采用最佳的熱源參數(shù)，如孵化和模式是第一種策略的很好的例子，另外，還可以改進作為原料的輸入材料，因為3D打印等新工藝可能需要設計新的合金等級。
有證據(jù)表明，第二種方法有其優(yōu)點，為了達到這個目的，合金設計方法正在出現(xiàn)，并在900°C的鉻形成高溫合金中取得了一些成功，在這種高溫合金中，可以實現(xiàn)強度和延展性的協(xié)同作用。
同時材料仍然可以打印，上圖說明了我們計算的結果，并說明了本工作中合金成分選擇的基本原理(在所有子圖，圖(a)說明了在我們的分析中使用的可焊性圖，上面有各種現(xiàn)有的合金，難加工的合金預計在圖的右上方。
可加工的合金在左下方，所畫的線對應于應變年齡開裂風險的假定界限，但這樣的圖沒有考慮熱撕裂抗力，對熱撕裂抗力來說，凍結范圍是重要的，不出意料的是。
應變年齡開裂的優(yōu)點指數(shù)與γ′含量和蠕變阻力有很強的，c))，同時也表明，通過Ti、Nb和Ta合金化γ′提高硬化，需要降低Al含量，這意味著可制造性和材料性能之間的經(jīng)典權衡。
為了考慮熱撕裂敏感性，圖(d和e)說明了Scheil凍結范圍、相組成和預，doi.org/10.1016/j.addma.2，2.6.3 抗氧化輔助開裂(OAC)，這四種成分在室溫和600-1100°C范圍內以10，試樣以10?2 s?1的速率迅速應變，以減少測試過程中動態(tài)沉淀的影響，并促進高通量實驗工作。
在所有溫度下，流動應力分別取為0.2%流動應力，另外，在應變速率為10?3 s?1的條件下，比較了合金2的亞溶態(tài)和超溶態(tài)性能，在XZ截面的中心部位觀察到的典型的已建成試樣的微觀。
(a)顯示宏觀結構的光學顯微圖，(b)柱狀晶粒尺寸演化的EBSD-IPF圖和(c)，黑色虛線方框表示獲得EBSD地圖的位置，值得注意的是，EBSD圖和BSE-SEM圖像不一定顯示在相同的位，因為沿著構建方向，晶粒和沉淀尺寸的演化并不發(fā)生在相似的位置。
表1 合金粉末的組成，10.1016/j.matdes.2021.110，摘要，2．5． 氧化研究，圖2 CM247LC葉片樣品XY、XZ平面的XCT，孔隙度量化和三維重建顯示孔隙度發(fā)生在CM247LC，柱狀晶粒的寬度從Z = 1 mm處的~ 30 μm，隨著試樣高度的進一步增加。
柱狀晶粒寬度顯著增加，在Z = 25 mm時，柱狀晶粒寬度約為1 mm，相反，晶界密度從下到上逐漸減小。
如下圖a所示，在晶粒內部，γ′析出相的尺寸發(fā)生了顯著變化，如上圖、下圖b所示，注意，在上圖所示的EBSD地圖和BSE-SEM圖片不一定。
因為糧食和沉淀大小進化不發(fā)生在同一位置沿z一般觀察，圖1 (a-d)黑色和白色閾值光學顯微圖，顯示CM247LC的裂紋與合金1-3的缺陷，SEM顯微照片顯示了在CM247LC中觀察到的(e，來源：Anew class of alumina-，Additive Manufacturing，為了評估合金抗氧化輔助開裂(OAC)的能力。
在800°C的實驗室空氣中，用ETMT對試樣進行了應變速率分別為10?2 s?，該方法由Németh等人開發(fā)，允許評估氧化對裂紋擴展的影響，這對高溫組件設計至關重要。
L-PBF由Alloyed Ltd.公司研制，采用雷尼紹AM400脈沖光纖激光系統(tǒng)，在氬氣氣氛下，波長為1075nm，構建板尺寸為80 × 80 × 64mm3，所采用的工藝參數(shù)為:激光功率200 W。
激光焦斑直徑70μm，粉末層厚度30μm，脈沖曝光時間60μs，采用“曲徑”激光掃描路徑圖，掃描間距為70μm，掃描速度為0.875m/s，每增加一層參考路徑框旋轉67°，為了獲得高質量的表面光潔度。
每一層后激光跟蹤樣品的邊界，邊界上的激光速度降低到0.5m/s，每種合金粉末都按照這些參數(shù)進行加工，這些是在先前研究工藝條件對CM247LC裂紋影響的，在本研究中，我們研究了一種用于高溫應用的新型高溫合金的加工和性，三個不同的屬性被考慮:激光-粉末床熔合(L-PBF。
熱處理響應和最后的氧化和機械行為，通過這種方式，一個處理/屬性關系的整體圖就建立起來了，我們使用基準合金CM247LC，這是一種廣泛使用的傳統(tǒng)合金，通常使用常規(guī)熔模鑄造加工，它也是一種鋁形成高溫合金。
但含有更高的γ′分數(shù)比新合金檢查在這里，并與CM247LC合金的性能進行了比較，與這些材料的預期應用相一致，高溫性能特別強調在蠕變和氧化，同時還考慮了非熱態(tài)下的低溫強度，2.2 增材制造加工，2.3.1 光學和掃描電子顯微鏡。
2.3.2 原子探針斷層掃描(APT)，等溫單軸拉伸試驗使用Instron電熱機械試驗機(，該試驗機帶有5kn的測壓元件，標本的全長40毫米，計量長度14毫米。
和1平方毫米橫截面面積與軸加工沿著構建方向從加法制，應變的測量采用非接觸式iMetrum視頻延伸測量系，采用自由膨脹條件下的焦耳加熱，加熱速率為200k /s，達到試驗溫度，用k型熱電偶點焊在試樣中心進行溫度測量，渦輪葉片狀樣品的x射線計算機斷層掃描采用定制的Ni。
并配備2000 × 2000像素的PerkinEl，對于每種合金，尺寸為10 × 10 × 52 mm3的棒材經(jīng)過熱，棒材在1080℃熱處理4小時后風冷，這種亞溶熱處理的選擇在結果部分進行了說明，棒材由認可實驗室Westmoreland Mech，Ltd根據(jù)ASTM E139進行外部加工和測試，加工樣品。
標尺長度20mm，全長52mm，蠕變試驗在800°C至1050°C的溫度范圍內，在500MPa至180 MPa的各種應力水平下進行，仔細觀察XZ橫截面沿整個樣品高度揭示了S-EBM制，特別是發(fā)現(xiàn)柱狀晶粒沿構建方向沿多層外延生長，這也與熱梯度的主方向相對應，如上圖a所示。
圖b顯示了沿z方向不同位置獲得的EBSD圖，并證實了這些觀測結果，EBSD圖還顯示，試樣具有較強的織構，呈現(xiàn)出定向凝固鎳基高溫合金典型的纖維織構，即擇優(yōu)生長的。
在XY平面上沿著Z方向和隨機方向，在不同尺度上觀察到顯著的微觀結構非均質性，在晶粒尺度上，柱狀晶粒寬度沿構建方向的梯度在圖3b中很容易看到，圖3 SE顯微照片顯示了(a) HT 1 (b) 。
顯微照片均在XZ平面上拍攝，(h)合金1和(k)合金3的原子探針尖端的3D重建，以及用于提取跨越γ - γ′界面的濃度剖面的長方體，(i)合金1和(j)合金3的γ - γ′界面濃度分，提出了一種新的亞固溶熱處理策略。
該策略利用了AM不需要固溶的優(yōu)點，super solvus熱處理是不合適的，因為它會通過紋理惡化和晶界碳化物粗化使材料變脆，當Nb+Ta含量最高時，這種新型高溫合金的抗拉強度最大，超過CM247LC，直至～900°C。
當鋁含量最高時，抗氧化性最好，當（Nb+Ta）/Al比例平衡時，抗氧化抗裂性最大，在所有情況下，這些都相當于或優(yōu)于CM247LC，然而，新合金的蠕變抗力略低于γ′、C和B含量較高的CM2。
這意味著需要進一步澄清處理/屬性權衡，研究了一種用于增材制造的新型鎳基高溫合金，該合金采用設計合金(ABD)方法設計，允許各種性能權衡的多目標優(yōu)化，這種合金設計方法的全面描述可以在中找到，在這種情況下，考慮了L-PBF的加工性能、抗蠕變性能、抗氧化性能，本文研究了用于用于激光-粉末床熔合(L-PBF)工。
本文為第一部分，用于新等級高溫合金的計算合金設計空間，為便于比較，還繪制了傳統(tǒng)合金的位置，(a)修正的可焊性圖，確定了最大應變年齡裂紋指數(shù)，(b & c)表示應變時效開裂優(yōu)點指數(shù)及其與γ′分，(d & e)表示與γ′分數(shù)和蠕變優(yōu)點指數(shù)有關的凍。
其中顯示了應變年齡開裂和蠕變優(yōu)點等值線，(f)給出了最終的設計空間，用于根據(jù)凍結范圍、應變時效開裂指數(shù)和最低要求的強度，在1毫米厚的樣品中缺少孔隙可能是由于在凝固凍結它們，流體力量有足夠的時間去除孔隙。
上圖顯示了在2000 W功率和100 mm/s速度，1 mm厚焊縫的流速，據(jù)認為，在焊接過程中，熔化前沿底部的循環(huán)流動(見上圖中的箭頭)是產(chǎn)生和捕。
然而，隨著平板厚度的增加，孔隙率增大，這可能是因為，在這些情況下，任何被困氣體都必須進一步移動才能到達表面，從而使熔池在孔隙能夠逃逸之前固化。
2．3，材料的表征，圖6 以構建方向為拉伸軸，將數(shù)據(jù)疊加在本研究的結果上，繪制了試件蠕變試驗的應力水平與Larson-Mil。
為了設計合適的熱處理工藝，首先采用差示掃描量熱法(DSC)確定熱處理窗口，使用NETZSCH 404 F1飛馬儀表，氮氣覆蓋氣體流速為50 ml/min，樣品以20 K/min加熱至700℃。
再以10 K/min加熱至700℃至1450℃，γ′解溫度由查普曼和奎斯特后DSC信號中的不變性決，合金1、合金2、合金3和CM247LC的γ′溶解溫，1，介紹，2.6.1 拉伸性能，圖4 合金2在不同溫度下的拉伸響應(a) ht1(，以及它們的總結(c)流動應力和(d)在整個溫度范圍。
特別是靠近頂部(Z = 29 mm)的γ′析出相尺，在Z = 25 mm處，γ′析出相的尺寸急劇增大，約為500 nm±100 nm，在Z = 5 mm處，約為600 nm±100 nm，這種析出相尺寸梯度也與硬度剖面沿著構建方向進行一致，見下圖b。
正如預期的那樣，在Z = 29 mm(即頂面以下1 mm)處發(fā)現(xiàn)了，析出相呈現(xiàn)出最小的觀測尺寸，而在Z = 0-27 mm處測量到的硬度在400 ，下圖c中顯示的硬度圖也與之前報道的結果一致，顯示在每個z位置的硬度是相對均勻的，有時觀察到低硬度值，必須與裂紋或氣孔等缺陷的存在聯(lián)系起來。
2．1． 合金成分及原料，根據(jù)這些標準為本研究提供了合金1、合金2和合金3的，這三種成分在900°C時具有相等的平衡γ′體積分數(shù)，但具有不同的(Nb+Ta)/Al比，這使得實驗研究Al或(Nb+Ta)對γ′的富集如何，通過使用TTNi8數(shù)據(jù)庫。
thermocalc預測了每個組分的平衡γ′體積分，測量的γ′在室溫下的面積分數(shù)分別為0.68，0.7，和0.69合金1，2和3。
合金3的(Nb+Ta)含量最高，但Al含量較低，合金1的(Nb+Ta)含量最高，但Al含量較低，合金2的(Nb+Ta)/Al比例適中，這些合金與傳統(tǒng)的CM247LC合金進行了對照，2，實驗方法。
值得注意的是，強度曲線從左下到右上，這意味著高強度合金通常具有較大的γ′分數(shù)和凍結范圍，在凍結范圍與γ '分數(shù)的弱相關性被發(fā)現(xiàn)，但要注意-在任何給定的γ '含量-有相當大的范圍縮。
這是由于固化路徑及其最后階段，凍結的280 K范圍的上限已經(jīng)被選擇作為第一近似在，之間的一個值，對于IN738LC (285 K)和IN718合金，前者報道頻繁遭受熱開裂，但后者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)容易可打印，同樣。
根據(jù)IN939 (4.3 wt%)報告的微裂紋，選擇最大應變年齡開裂指數(shù)為4 wt%，圖(e)證實，新合金ABD-850AM和ABD-900AM在沒有，在最大預測蠕變性能方面接近Pareto前，試圖限制應變年齡開裂的風險，圖(f)更概括地說明了我們的設計概念——在最大預期，參考文獻：Blakey-MilnerB.。
Gradl P.，Snedden G.，Brooks M.，Pitot J.，Lopez E.。
Leary M.，Berto F.，duPlessis A.，Metaladditive manufacturi，Mater，Des，(2021)，Article110008。
研究了一種新型的高γ′級鎳基高溫合金，用于激光-粉末床熔合(L-PBF)工藝，強調了（Nb+Ta）/Al比的影響，這是一種通過穩(wěn)定的氧化鋁氧化皮形成，在保持高溫抗氧化性的同時，提供優(yōu)異低溫強度的策略，通過微焦點X射線計算機斷層掃描對新合金的加工性能進，使用原型渦輪葉片幾何形狀和傳統(tǒng)合金CM247LC作。
在所有情況下，薄壁截面（如后緣）中都存在一些與加工相關的孔隙，但這可以通過明智的加工避免，避免了CM247LC中出現(xiàn)的固態(tài)、液化和凝固形式的，根據(jù)實測的γ′溶溫，對2號合金分別進行了超溶熱處理(HT 1)和亞溶熱，進一步的亞解單步熱處理指定HT 3被執(zhí)行。
以評估在縮短時間內實現(xiàn)性能的可行性，這三種熱處理匯總在表2中，每個熱處理步驟之后都是風冷(AC)，采用Aubert & Duval工藝制備了預合金氬，粒徑中值(D50)在32.3 ~ 33.0μm之間。
D10和D50值分別為~ 19和55μm，通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)和i，粉末顆粒以球形為主，有少量衛(wèi)星顆粒和其他不規(guī)則形態(tài)，圖5 (a)合金1 (b)合金2 (c)合金3 (，以及(e)流動應力隨溫度變化和(f)工程應變隨溫度，2.6 形變場測試。
然而，隨著燃氣輪機需要更高的操作溫度以獲得更高的熱效率，需要更高的γ′分數(shù)增材制造(AM)高溫合金，并確實正在開發(fā)，這類合金被稱為鋁形成高溫合金，因為在1000°C以上的工作溫度下。
鋁被用來形成保護垢，在這些溫度下的抗氧化性是長期使用的限制因素之一，在這些條件下，色度刻度是不穩(wěn)定的，保護作用較弱，揮發(fā)和散裂失效。
因此無法提供預期的環(huán)境抗性，高溫合金的氧化性能可以通過結垢元素(如Al或Cr[，此外，還采用了強度、抗蠕變性能、AM加工性能、密度和成本，采用ABD框架結構提出的復合材料。
經(jīng)熔模鑄造、粉末冶金和AM等高溫合金工藝驗證，2.3.3 x射線計算機體層攝影術，2．4． 熱處理，熱重分析(TGA)用于評估合金的抗氧化性，使用NETZSCH STA 449 F1 Jupi，尺寸為10mm×10mm×1mm的樣品垂直于建造方。
然后用4000砂SiC紙拋光至鏡面光潔度，試驗分5步進行，最初運行保護氬氣1小時，以確保系統(tǒng)的平衡，其次是溫度的增加20 K /分鐘的速度的測試溫度1，然后緊接著下保持30分鐘保護氧化實驗室的基于“增大。
然后氣流的速度50 ml / min后24 h，這段時間樣品冷卻到室溫在20 K /分鐘，從氧化空氣開始，分析了質量增加的演化過程，在ImageJ中，我們對每個合金中的氧化物層和γ′耗盡區(qū)拍攝了一組1，以量化其厚度和尺寸。
(a)柱狀晶粒寬度和晶界密度沿構建方向(z方向)的，(b)硬度和γ′尺寸沿構建方向(z方向)的演化，(c)從立方體樣本的中心區(qū)域提取XZ截面上的硬度圖，合金1和合金3立方體被切割成尺寸為10 × 1 ×，在25%高氯酸和90%乙酸的溶液中，在25 V電壓下。
通過電化學拋光制備了用于原子探針分析的電極，在2%高氯酸和98%丁氧乙醇的溶液中，電壓為20 V，進行第二階段拋光以最終完成尖端，采用Cameca LEAP 5000XR系統(tǒng)，檢測率為52%。
激光波長為355nm，樣品在4 × 10?11托的超高真空室中低溫冷卻到，采用激光模式，脈沖頻率為200Hz，能量為50 pJ，利用集成可視化分析軟件(IVAS)對數(shù)據(jù)集進行重構，由于采用激光模式。
晶體極不能用于更精確的空間標定，合金1和合金3的圖像壓縮因子(ICF)分別為1.6，初始蓋面半徑為35和25nm，幾何場因子分別為3.3和4.5，在合金1和合金3的尖端，使用長方體的興趣區(qū)域。
軸線垂直于界面，分析了初生γ′析出相的γ - γ′界面，將這些體積分為0.5nm寬的桶，使用AtomprobeLab軟件計算每個桶的組成，計算每個元素組成的誤差，對于每一種合金，采用了由幾種幾何形狀組成的相同構建板配置。
尺寸為10 × 10 × 10 mm3的立方體被印，尺寸為10 × 10 × 52 mm3的豎條被印刷，用于機械試件的加工，這些桿是由16個倒金字塔腿制造的，以方便從底板上拆卸。
制作了直徑3mm，高度1mm的圓盤用于差示掃描量熱法(DSC)，打印渦輪葉片成形件，模擬工程部件的制造過程，在這個例子中。
這些代表直升機發(fā)動機，這些高度為3 0毫米，掃描的峰值電壓為210 kVp，電流為42μA，源到目標距離為17mm，源到探測器距離為797mm。
使用24 dB的模擬增益，通過360度旋轉獲得了3142幅投影圖像，平均每幅投影8幀，每幀曝光時間為1秒，投影圖像通過在CTPro3D和CTAgent軟件v，英國)中實現(xiàn)的濾波反投影算法重構為32位浮點體，這些采樣降至8位(以減少處理時間)。
手動設定閾值并轉換為二進制，根據(jù)尺寸分布對缺陷進行量化，尺寸由缺陷體積定義，使用ImageJ中的3D對象計數(shù)器，進一步分析了CM247LC塊體中約500 × 50。
以了解三維裂紋形態(tài)，通過比較(a) 58 ms和(b) 64 ms的兩，熱流體流動計算得到速度場和固體分數(shù)，江蘇激光聯(lián)盟陳長軍原創(chuàng)作品，表2 合金2的熱處理，3D打印的致命弱點是與加工相關的缺陷發(fā)生的傾向。
這是由于快速冷卻速率誘導和熱循環(huán)過程固有的，特別是對于鎳基高溫合金，其降解機制是時間依賴性的，并且對缺陷非常敏感，缺陷的形成方式包括氣孔率、凝固裂紋和固態(tài)裂紋，這種敏感性是一個缺點，因為傳統(tǒng)的加工——包括投資鑄造等——已經(jīng)發(fā)展了許多，成為一個很大程度上無缺陷的路線。
3D打印必須與之競爭，其固有的優(yōu)勢，如與計算機輔助設計技術的強耦合，有助于實現(xiàn)這一點，PerkinElmerOptoelectronic，Germany)，為了檢測L-PBF的微米尺度缺陷特征，采用電火花線切割技術對渦輪葉片頂部1mm的薄片進行。
對每個樣本進行三次單獨的XCT掃描，并將其連接在一起，以最大限度地提高整個長度的體素(體元或立方像素)分。
噴丸、激光沖擊和超聲納米晶改性對In 718疲勞強度的影響（2）
江蘇激光聯(lián)盟導讀：，?采用適當參數(shù)的UNSM和SSP處理可產(chǎn)生較高的動，顯著有助于表面晶粒細化至納米級，SSP和UNSM試樣的平均晶粒度分別為23.1 n，10.1016/j.addma.2020.1016。
對比LSP2和SSP1試樣，可以觀察到，盡管與SSP1試樣相比，LSP處理試樣的受影響層厚度較低，顯微硬度較低，但較低的表面粗糙度和較高的壓縮殘余應力在900 M，使用Qness GmbH Q30A顯微硬度計。
在15 gf的載荷下，使用維氏壓頭在10 s的持續(xù)時間內測量AR和處理后，試驗在橫截面表面上進行，深度可達500μm，間隔為20μm，圖3 樣本的橫截面OM顯微照片：（a）SP，（c）UNSM和（c）LSP。
與底行樣本相比，頂行圖像對應于每個處理使用較低動能處理的樣本，分別使用Olympus、VEGATESCAN-XM，通過光學顯微鏡（OM）和場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE，用100毫升蒸餾水、100毫升鹽酸、50克氟化氫銨，由于通過變形增加半最大寬度（FWHM）和通過右側的，Scherrer-Wilson可以有效地評估表面上，使用SANTAM SAF-250通用疲勞試驗設備研。
疲勞試驗在室溫下進行，頻率為20 Hz，空氣相對濕度為50%，為了比較應用表面處理對疲勞壽命的影響，考慮了應力比R=0.1。
最大應力設定為900 MPa的拉伸-拉伸疲勞試驗，在每個應力水平下測試三個試樣，以達到固定應力水平下的疲勞強度，并報告數(shù)據(jù)的平均值，?所有應用的處理都有效地誘導了處理試樣表面的塑性變，測定了最高動能處理的影響層平均深度，UNSM為160μm。
SSP為110μm，LSP為45μm，UNSM和SSP在擴展劇烈塑性變形深度方面更有效，圖5a描繪了從頂面到芯材的AR和處理試樣的顯微硬度，結果表明，對于每種處理，較高的動能導致較高的表面顯微硬度，與CSP和LSP相比。
UNSM和SSP處理在提高顯微硬度方面更有效，從UNSM2、SSP2、SSP1、UNSM1、LS，?在UNSM、SSP和LSP處理后，當采用每種處理的最高動能進行處理時，疲勞壽命分別比收到的試樣提高5.25、3.71和3。
這種趨勢可歸因于壓縮殘余應力和表層晶粒細化，?關于受殘余壓應力影響的層深度，發(fā)現(xiàn)LSP是最有效的表面處理方法，受影響的厚度為500μm，然而。
在疲勞循環(huán)后，發(fā)現(xiàn)UNSM引起的殘余應力在深度上也更穩(wěn)定，在UNSM2和SSP2的情況下，獲得了關于松弛后殘余應力分布的最穩(wěn)定數(shù)據(jù)，參考文獻：E，Maleki。
S，Bagherifard，M，Bandini，M，Guagliano，Surface post-treatments f。
challenges，and opportunities，Addit，Manuf.，37 (January 2021)。
Article 101619，二次裂紋顯示出穿晶行為：（a）SE顯微照片，（b）顯示裂紋和周圍晶粒結構的IQ圖（高角度邊界為，特殊邊界以紅色突出顯示），（c）IPF圖和（d）KAM圖，2.5，疲勞試驗，上述機械性能以及塑性變形層深度、晶粒尺寸、顯微硬度。
在固定的最大應力水平為900 MPa時，比較了不同表面處理下試件的高周疲勞壽命，如圖5d所示，UNSM2、UNSM1、SSP2、LSP2、SSP，表面晶粒尺寸最小、變形層和NS層深度最高、硬度和壓，2.3，微觀結構研究。
3.結果和討論，圖5b顯示了從處理表面到材料深度的誘導殘余壓應力分，與其他應用處理相比，UNSM引起了更高的殘余壓應力，與SSP2和SSP1相比，LSP2和LSP1誘發(fā)了更高的表面殘余壓應力。
CSP試樣的殘余應力范圍在所有系列中最低，在500 μm深度處，UNSM和SP處理誘導的殘余壓應力均小于?50 M，而LSP處理誘導的殘余壓應力在相同深度處約為?20，結果表明，UNSM處理能顯著提高表面和深部的殘余壓應力場，圖4d顯示了塑性變形層的深度，變形層的深度通過OM確定。
通過增加過程動能，SSP和UNSM處理的塑性變形層深度顯著增加，圖6h為不同狀態(tài)下的表面殘余應力松弛差值百分比，考慮到初始狀態(tài)和第1循環(huán)的疲勞試件，出現(xiàn)了顯著的松弛(約20-35%)，然而，考慮到0.5Nf - 0.7Nf循環(huán)周期內表面殘余，約有3-13%的殘余應力松弛。
與未進行疲勞測試的試樣相比，在0.7 Nf下，大約46-68%的誘導殘余壓應力得到松弛，如圖6h所示，本文研究了工藝參數(shù)和各處理動能對鎳基合金Incon。
本文為第二部分，通過OM、SEM和FE-SEM (Olympus、，日本)分別對其進行了微觀結構表征，對樣品進行OM和SEM觀察，用2%的Nital蝕刻，此外，為了表征SP處理后的晶粒尺寸，采用了XRD和HRTEM表征。
在XRD測試中，研究了樣品的半最大值全寬度(FWHM)和晶粒尺寸，XRD分析采用X ' Pert PRO MPD (，3)分析儀，CuKα輻射為40?kV和40?mA，掃描角度為30°-150°，輻照面積為10?mm，使用HR-TEM (JEOL JEM 2100 F。
日本)對處理過的試樣進行了定量觀察，由噴丸試樣制備的微觀組織演化及相關實驗如上圖所示，圖6 (a-f) 1，0.3 Nf后疲勞試樣的殘余壓應力分布，(g)在N = 0.7Nf (h)時，不同循環(huán)間隔下測得的表面殘余壓應力差百分比(Nf為，疲勞加載試件的殘余應力分布比較。
圖5c顯示了AR和處理后試樣的表面粗糙度參數(shù)，AR試樣的Ra值約為0.85 μm，CSP使Ra增加4.5 μm，SSP使Ra進一步增強到4.8 μm，而UNSM和LSP的Ra值維持在3-3.5 μm左，各處理均導致表面粗糙度增加，且隨工藝動能的提高而顯著增加。
雖然SSP和UNSM顯著提高了表面粗糙度，但LSP的表面粗糙度效應仍然有限，圖（d）顯示，在晶粒內，僅沿裂紋路徑存在非常小的錯向。
這表明應變局部化，而整個晶粒沒有普遍的塑性變形，當疲勞裂紋擴展到相鄰晶粒時，觀察到疲勞裂紋長度的增加和取向錯誤的程度，表明隨著裂紋的延長和遇到取向較差的晶粒，塑性變形水平增加。
對室溫下測試的其他鎳基高溫合金的裂紋性質和擴展行為，并與這些結果一致，3.2，機械性能和疲勞性能，對不同掃描區(qū)域的實驗進行微觀結構表征。
doi.org/10.1016/j.msea.20，在五個不同的位置進行測量，以確定主要的粗糙度參數(shù)Ra（算術平均值）、Rq（均，粗糙度參數(shù)根據(jù)ISO 4287進行評估，使用Huvitz數(shù)字顯微鏡HDS-5800研究表面。
?對于動能最高的UNSM、SSP和LSP處理，表面顯微硬度分別提高了44%、35%和15%，由于表面粗糙度和表面狀態(tài)是疲勞過程中非常重要的參數(shù)，因此對Baseline和LSP疲勞試樣進行了表面光，很明顯，對高達600粒的樣品進行拋光可以獲得光滑的光潔度(。
而LSP處理則會增加表面的粗糙度(Ra ~ 2.0，上圖為兩個樣品的三維光學表面輪廓圖像，上圖 (a)所示的Baseline樣本，是考慮到標尺上的最大值和最小值(nm)后相對光滑的，圖(b)為LSP的三維光學表面輪廓圖，在圖中可以看到激光照射產(chǎn)生的LSP凹坑。
此外，尺度條(μm)上的最大值和最小值解釋了LSP時粗糙，3.1，微觀結構表征，?表面粗糙度的增加會限制疲勞抗力的提高。
可以考慮采用替代的二次后處理來降低粗糙度，通過數(shù)值模擬方法，可以以較低的成本優(yōu)化工藝參數(shù)，從而為表面晶粒細化、殘余壓應力和表面質量的優(yōu)化范圍，2.4，機械性能表征，江蘇激光聯(lián)盟陳長軍原創(chuàng)，為了更好地了解誘導的殘余壓應力對疲勞壽命的影響。
根據(jù)得到的平均疲勞壽命，研究了不同循環(huán)加載下的殘余應力松弛，即第一個循環(huán)加載，每個系列依次為0.3、0.5和0.7Nf，圖6a ~ f為上述循環(huán)間隔下疲勞試件的殘余壓應力。
殘余應力松弛與循環(huán)次數(shù)有直接關系，圖6g為N = 0.7 Nf時疲勞加載后的殘余應力，可以看出，UNSM試樣的殘余壓應力在表面和深度上都高于其他系，UNSM系列具有較高的殘余應力穩(wěn)定性。
從而提高了試件的疲勞壽命，在本研究中，采用不同的工藝參數(shù)，對Inconel 718試樣進行了基于嚴重塑性變形，包括劇烈噴丸（SSP）、超聲波納米晶表面改性（UN。
研究了這些處理及其工藝參數(shù)對處理材料微觀結構和機械，結論總結如下：，此外，通過FESEM對處理試樣的橫截面進行高倍放大的微觀，將生成的NS層從底層晶粒細化和加工硬化材料中分離出，可以清楚地識別出來，類似于通過基于SP和UNSM處理的材料。
4，結論，圖5 獲得了(a)顯微硬度分布(b)壓應力分布(c，考慮到CSP、SSP和OSP的不同區(qū)域，SP過程中與覆蓋有關的晶粒細化和裂紋萌生機制示意圖，為了獲得處理后試樣上表面的晶粒尺寸，根據(jù)晶粒細化程度。
對試樣采用了兩種方法：體視學分析和XRD分析，CSP、LSP1和LSP2試樣經(jīng)過較低的動能處理，預計其表面晶粒細化程度較低，因此，對于這些樣本，頂部表面被輕輕拋光，去除約3μm非常薄的一層。
然后進行蝕刻以進行OM觀察和圖像分析，CSP、LSP1和LSP2試樣的平均晶粒尺寸分別約，對于晶粒細化程度較高的試樣，包括SSP1、SSP2、UNSM1和UNSM2，使用Scherer方程測量表面微晶尺寸，通過考慮衍射峰的全寬半最大值（FWHM）來確定平均，這些樣品的XRD圖譜如圖4a和b所示。
在UNSM樣品中觀察到晶粒尺寸和晶粒細化層范圍方面，其次是SP和LSP處理的樣品，圖4 SSP和UNSM試樣在2θ（a）30–150，（b）42–45.5°，（c）AR和處理后試樣的表面晶粒度，以及（d）SP、UNSM和LSP表面處理引起的塑性，不同表面處理后試樣的橫截面OM顯微圖如圖3所示。
顯微鏡觀察表明，表面層的晶粒明顯細化，對于每一個過程，與底部所示的圖像相比，頂行圖像對應于使用較低動能處理的樣本，通過增加SP中的Almen強度和覆蓋率。
增加UNSM中的靜載荷，以及提高LSP中的激光束能量，可以獲得更高的動能，總的來說，考慮到所有系列的低能和高能處理，用較高動能處理的試樣顯示出較高的塑性變形表層深度。
在圖（c）中的反極圖（IPF）圖像中，可以更清楚地看到該區(qū)域中的晶粒及其方向，箭頭指出了裂紋位置，裂紋及其邊界周圍晶粒的取向表明裂紋主要穿過晶粒，最后，可以在圖（d）中的KAM圖中進一步分析裂紋及其性質。
通過比較疲勞裂紋附近和周圍微觀結構中的局部錯向變化，可以確定發(fā)生循環(huán)塑性變形和疲勞裂紋萌生晶粒的位置，?就壓縮殘余應力（高于1000 MPa）而言，UNSM是表面區(qū)域最有效的處理方法，LSP和SSP工藝在表面上顯示了可比較的數(shù)據(jù)，然而，考慮到壓縮殘余應力場的深度，SSP處理的影響在約250μm處消失。
而UNSM試樣的平均深度約為400μm，來源：The effects of shot pe，laser shock peening and ，Materials Science and Eng，上圖顯示了由增加覆蓋引起的GR機制的示意圖，這是根據(jù)對晶粒尺寸(而不是相和組織)的顯微組織觀察。
樣品的3D光學表面輪廓圖像：（a）基線和（b）LS，在855 MPa下測試的基準樣品上分析了裂紋的性質，典型的二次裂紋如上圖所示，使用EBSD掃描圖（a）中SE圖像中二次裂紋附近的，圖像質量（IQ）圖如圖（b）所示，其中裂紋由箭頭指示，在圖（b）中。
規(guī)則邊界以黑色突出顯示，特殊重合場地晶格（CSL）邊界（∑=3，9，27）以紅色顯示，這些圖像表明，裂紋路徑在本質上主要是但不完全是跨顆粒的，因為它主要沿著材料中晶格的邊緣，除了非常短的長度外。
忽略了晶粒和晶界。
關于多材料的增材制造（3D打印）一種用于3D打印的新型鋁成形高溫合金（1）的內容就介紹到這里！
