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间隙原子及颗粒对激光增材制造高熵合金微观结构与力学性能影响的研究进展
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作者 高宏亮 苏海军 +4 位作者 郭一诺 杨培鑫 夏乐 张卓 郭敏 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期54-63,75,共11页
近年来,高熵合金(HEAs)由于其独特的多主元设计理念和优异的性能获得了研究者的广泛关注。激光增材制造能够获得具有超细晶和多尺度结构的高熵合金,使其具有优异的力学性能。同时间隙原子的掺杂及增强颗粒的添加有助于进一步改善合金的... 近年来,高熵合金(HEAs)由于其独特的多主元设计理念和优异的性能获得了研究者的广泛关注。激光增材制造能够获得具有超细晶和多尺度结构的高熵合金,使其具有优异的力学性能。同时间隙原子的掺杂及增强颗粒的添加有助于进一步改善合金的强塑性,在航空航天高性能结构材料等领域应用前景开阔。基于此,首先介绍了选区激光熔化技术和激光定向能量沉积技术的原理和特点;然后,总结了间隙原子(C、B、N)及增强颗粒对激光增材制造高熵合金微观组织及力学性能的影响,并分析了各个间隙原子及增强颗粒对合金的强塑化机理;最后对激光增材制造高强塑性高熵合金的发展前景做了展望。 展开更多
关键词 激光增材制造高熵合金 间隙原子 强颗粒 微观组织 力学性能
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增材制造FeCrNi中熵合金的工艺开发、微观组织和力学性能
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作者 王烁然 向超 +3 位作者 桂新元 张涛 孙桂芳 韩恩厚 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期115-126,共12页
目的通过优化激光粉末床熔融工艺参数获得高致密度的FeCrNi中熵合金,以避免缺陷影响服役性能,为FeCrNi系中熵合金工艺开发提供参考。方法以FeCrNi粉末为原料,设计工艺参数表进行样品制备,引入体积能量密度作为参考指标,研究工艺参数对... 目的通过优化激光粉末床熔融工艺参数获得高致密度的FeCrNi中熵合金,以避免缺陷影响服役性能,为FeCrNi系中熵合金工艺开发提供参考。方法以FeCrNi粉末为原料,设计工艺参数表进行样品制备,引入体积能量密度作为参考指标,研究工艺参数对致密度的影响规律,并对最佳工艺参数下的样品进行微观组织分析和力学性能测试。结果成功制备出致密度达99.96%的FeCrNi中熵合金,最佳工艺参数如下:激光功率为220 W,扫描速度为950 mm/s,扫描间距为0.09 mm,粉层厚度为30μm,体积能量密度为85.77 J/mm^(3),该中熵合金由单一面心立方相组成。在垂直于构建方向和平行于构建方向上可以观察到清晰的熔道和熔池,平均晶粒大小分别为16.83μm和18.01μm,在晶界处观察到大量的几何必要位错,残余应力主要集中在熔道和熔池的边缘处,熔池和熔道元素分布均匀。FeCrNi中熵合金屈服强度和抗拉强度分别为597 MPa和705 MPa,断后伸长率为27.6%,断裂模式为韧性断裂。结论在一定范围内,过低或过高的体积能量密度会导致粉末熔化不完全或过度熔化,影响稳定熔池的形成,导致致密度较低。控制体积能量密度适中是工艺优化的方向。激光粉末床熔融高冷却速度导致非平衡凝固,使材料成形后晶粒细化,并形成胞状结构和柱状结构,且熔池熔道边缘处残余应力大。异质微观组织和残余应力的共同作用使FeCrNi中熵合金拥有良好的力学性能。 展开更多
关键词 制造 激光粉末床熔融 合金 工艺优化 微观组织 力学性能
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激光冲击强化对增材制造镁合金表面完整性的影响
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作者 王文泉 赵新甜 +2 位作者 于文慧 郑宏宇 王宗申 《表面技术》 北大核心 2025年第11期173-183,共11页
目的改善增材制造镁合金的表面完整性。方法利用激光冲击强化技术对选区激光熔化制备的AZ91镁合金板材进行不同冲击次数的表面后处理。通过扫描电子显微镜与激光共聚焦显微镜、显微硬度测量和残余应力测试分析,分别评价增材制造镁合金... 目的改善增材制造镁合金的表面完整性。方法利用激光冲击强化技术对选区激光熔化制备的AZ91镁合金板材进行不同冲击次数的表面后处理。通过扫描电子显微镜与激光共聚焦显微镜、显微硬度测量和残余应力测试分析,分别评价增材制造镁合金的表面形貌及粗糙度、显微硬度和残余应力水平,并通过光学显微镜、电子背散射衍射和X射线衍射对增材制造镁合金的微观组织和气孔缺陷进行分析。结果激光冲击强化后,试样表面未熔颗粒及其团聚现象得到改善,表面区域平整光滑,粗糙度随冲击次数的增加逐渐降低(由初始的15.47μm降低至8.87μm),降幅约43%;表面显微硬度由103.04HV提高至160.81HV,提高幅度约为56%,截面显微硬度沿深度方向呈梯度分布且在冲击2次时最为显著,影响深度约为400μm;表面残余压应力由初始的3.52 MPa增至24.02 MPa。同时,激光冲击强化试样内部孔洞缺陷数量大幅下降且孔洞形态发生改变,并在近表层形成梯度微观结构与晶粒细化。结论在激光诱导的高温高压等离子体冲击波的力学效应与热效应的共同作用下,增材制造镁合金试样的表面完整性得到显著改善。 展开更多
关键词 激光冲击强化 选区激光熔化 制造 AZ91镁合金 表面完整性 缺陷调控
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WC的添加对激光增材制造Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金耐磨性能的影响
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作者 赵玉凤 宋来东 +2 位作者 王宏宇 姜银方 胡展铭 《焊接学报》 北大核心 2025年第8期140-146,共7页
采用激光熔丝沉积增材制造技术制备了添加不同含量WC的Fe-17Mn-6Si-9Cr-5Ni合金,考察其在油润滑条件下的摩擦磨损行为,分析并初步讨论了WC的添加量对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金耐磨机制的影响.结果表明,在Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金中,当WC添加量不超... 采用激光熔丝沉积增材制造技术制备了添加不同含量WC的Fe-17Mn-6Si-9Cr-5Ni合金,考察其在油润滑条件下的摩擦磨损行为,分析并初步讨论了WC的添加量对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金耐磨机制的影响.结果表明,在Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金中,当WC添加量不超过1%(质量分数)时,合金硬度随着WC添加量的增多而增大,但其耐磨性不增反降,此时合金的耐磨性主要受铁基记忆合金由于应力诱发马氏体相变带来的特有减摩抗磨特性的影响;而当WC的添加量增大提高至2%和4%时,合金硬度随着WC添加量的增多而继续增大,其耐磨性也随之有所提高,但仍仅与未添加时大致相当,此时在摩擦磨损次表层中已观察不到马氏体板条,可以认为此时合金的耐磨性主要受WC颗粒的弥散强化的影响.在文中研究条件下,添加0.25%WC的合金耐磨性最好. 展开更多
关键词 铁基形状记忆合金 耐磨机制 激光制造 油润滑 WC颗粒
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激光增材制造AlMoxNbTayTiZr难熔高熵合金的高温抗氧化性能
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作者 张智博 李卓 +2 位作者 苏冰 申春杰 任鹏吉 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期33-43,共11页
难熔高熵合金具有优异的高温力学性能,但高温抗氧化能力一直是其应用的限制因素之一。利用激光增材制造技术设计并制备AlNbTaTiZr,AlMoNbTiZr,AlMoNbTaTiZr和AlMo_(0.5)NbTa_(0.5)TiZr四种难熔高熵合金,测试其在900℃和1000℃两种温度... 难熔高熵合金具有优异的高温力学性能,但高温抗氧化能力一直是其应用的限制因素之一。利用激光增材制造技术设计并制备AlNbTaTiZr,AlMoNbTiZr,AlMoNbTaTiZr和AlMo_(0.5)NbTa_(0.5)TiZr四种难熔高熵合金,测试其在900℃和1000℃两种温度下的氧化增重情况并研究不同试样的氧化层结构,对比分析Mo,Ta两种元素对AlNbTiZr基难熔高熵合金高温抗氧化性能的影响。结果表明:激光增材制造制备的四种高熵合金沉积态均为BCC+HCP双相结构,枝晶干以高熔点BCC相为主,少量富含Al,Zr元素的HCP相分布在枝晶间;四种高熵合金在900℃与1000℃长时间氧化时AlNbTaTiZr表现出最佳的抗氧化性,以Ta替代Mo在一定程度上提升了难熔高熵合金的抗氧化性能。 展开更多
关键词 难熔合金 激光制造 微观组织 温氧化
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激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究进展 被引量:5
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作者 李尧 寇浩南 +5 位作者 李梦阳 张阔 刘源 虢婷 张凤英 宋绪丁 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1-14,共14页
针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹(即凝固裂纹和液化裂纹)的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。... 针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹(即凝固裂纹和液化裂纹)的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。在此基础上,从合金成分调控、工艺参数优化、基板预热以及热等静压处理等方面,概述了增材制造高温合金热裂纹调控和抑制的主要措施。最后,针对激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究中存在的问题,提出了进一步研究和发展的建议,为实现无裂纹镍基高温合金的增材制造提供了参考。 展开更多
关键词 激光制造 沉淀强化镍基合金 开裂机理 热裂纹敏感性 裂纹抑制
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高熵合金在激光增材修复中研究应用进展 被引量:1
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作者 李占明 王梦璐 +2 位作者 孙晓峰 王瑞 王宏宇 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期59-71,共13页
将新兴高熵合金材料引入激光增材修复的先进智能制造之中,有望推动新一代材料与制造技术的深度融合发展,大幅提高原材料和能量的利用率,具有广泛的应用领域和极好的发展前景。本文介绍了高熵合金在激光增材修复中的应用现状,指出强度塑... 将新兴高熵合金材料引入激光增材修复的先进智能制造之中,有望推动新一代材料与制造技术的深度融合发展,大幅提高原材料和能量的利用率,具有广泛的应用领域和极好的发展前景。本文介绍了高熵合金在激光增材修复中的应用现状,指出强度塑性有待提高、调控工艺有待优化、强化机理有待明确是高熵合金在激光增材修复中拓展应用解决的关键科学问题。探究高熵合金熔覆涂层金属强韧化机制,明确熔覆涂层的材料、工艺、组织结构和宏观性能之间基本对应关系,获取完整有效的高熵合金成分预测方法,创新合金体系设计、优化调整控制工艺,获得适用于极端服役环境且成本低廉的高性能熔覆涂层是未来的主要研究热点和发展趋势。 展开更多
关键词 合金 料设计 工艺优化 强化机理 激光修复
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增材制造AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金研究进展 被引量:5
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作者 邱贺方 袁晓静 +3 位作者 罗伟蓬 张泽 程晨 崔帆帆 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期70-82,共13页
AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金具备细小、均匀、规则的片层结构,在较宽的温度(70~1000 K)和成分偏差范围内均具备良好的组织结构和强塑性兼备的力学性能,因而成为目前研究最为广泛的共晶高熵合金。本文针对增材制造AlCoCrFeNi_(2.1)共... AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金具备细小、均匀、规则的片层结构,在较宽的温度(70~1000 K)和成分偏差范围内均具备良好的组织结构和强塑性兼备的力学性能,因而成为目前研究最为广泛的共晶高熵合金。本文针对增材制造AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金,综述了不同工艺和工艺参数对该合金的微观组织和力学性能的影响,重点阐述了选区激光熔化技术制备AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金的相分布、微观组织和强化机制。最后,指出当前增材制造AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金相形成机理及组织演化过程中存在的分歧和不足,并提出以AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金为基体的材料改性、增材制造高熵合金新工艺研究开发等发展方向,为推动该合金的工业化应用提供思路。 展开更多
关键词 AlCoCrFeNi_(2.1)共晶合金 制造 微观组织 力学性能 强化机制
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热等静压对激光选区熔化增材制造GH3230高温合金微裂纹与组织的影响 被引量:4
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作者 王继浩 刘凯歌 +2 位作者 张雪峰 谢印开 李怀学 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期55-61,共7页
为揭示GH3230高温合金的激光选区熔化增材成形性,研究了热等静压对激光选区熔化增材制造GH3230高温合金微裂纹与组织及拉伸性能的影响。结果表明,激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态存在凝固微裂纹,该裂纹在XOY截面呈现龟裂特征,... 为揭示GH3230高温合金的激光选区熔化增材成形性,研究了热等静压对激光选区熔化增材制造GH3230高温合金微裂纹与组织及拉伸性能的影响。结果表明,激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态存在凝固微裂纹,该裂纹在XOY截面呈现龟裂特征,在ZOY截面呈现线状;热等静压之后,激光选区熔化增材制造GH3230高温合金的一部分微裂纹可以消除,另一部分较长的微裂纹难以消除。激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态组织基本为片状固溶体组织,在晶界附近存在少量析出碳化物;热等静压之后,在晶界附近析出大量的MoWCr碳化物,而晶内析出MoWCr碳化物数量多且尺寸较小。凝固微裂纹导致激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态XY方向抗拉强度及延伸率降低,而热等静压能减小大尺寸微裂纹,消除小尺寸微裂纹及气孔,可大幅提高XY方向的抗拉强度和延伸率。 展开更多
关键词 制造(AM) 激光选区熔化(SLM) GH3230合金 微裂纹 热等静压(HIP)
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激光增材制造镍基高温合金的高温变形行为与本构模型
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作者 苏鹏程 赵长安 +2 位作者 王佩艳 袁康博 连晨晨 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第1期135-146,共12页
开展了激光增材制造镍基高温合金在7种温度下的拉伸试验,通过断口分析、数据处理等手段研究了增材制造高温合金的破坏机制及本构模型。结果表明:镍基高温合金的屈服强度、抗拉强度随着温度的升高而降低;温度高于673 K时,塑性段出现锯齿... 开展了激光增材制造镍基高温合金在7种温度下的拉伸试验,通过断口分析、数据处理等手段研究了增材制造高温合金的破坏机制及本构模型。结果表明:镍基高温合金的屈服强度、抗拉强度随着温度的升高而降低;温度高于673 K时,塑性段出现锯齿流变现象,随着温度的升高,锯齿的密度减小;试件断口表面存在大量韧窝和撕裂棱,具有显著的韧性断裂特征;通过考虑应变和温度对材料塑性行为的耦合影响,建立了以J-C和Z-A模型为基础来拟合合金流动应力的改进本构模型,拟合值和试验值吻合较好,相对误差绝对值均小于4%;将有限元仿真结果和试验的载荷-位移曲线进行对比,进一步证明了所建立本构模型的准确性。 展开更多
关键词 镍基合金 本构模型 流变行为 激光制造 有限元模拟
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面向单晶高温合金叶片的激光增材制造修复研究进展
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作者 张兆裕 陈超越 +2 位作者 徐松哲 王江 任忠鸣 《精密成形工程》 北大核心 2024年第10期61-72,共12页
镍基单晶高温合金因其卓越的高温性能,成为航空航天发动机及燃气轮机涡轮叶片的关键材料。复杂的服役环境常导致叶片损伤,但传统修复方法难以满足其对微观组织和力学性能的严格要求。激光增材制造技术作为一种先进的修复方法,能够在较... 镍基单晶高温合金因其卓越的高温性能,成为航空航天发动机及燃气轮机涡轮叶片的关键材料。复杂的服役环境常导致叶片损伤,但传统修复方法难以满足其对微观组织和力学性能的严格要求。激光增材制造技术作为一种先进的修复方法,能够在较小的热影响区内实现材料的高精度修复,展现出显著的技术优势。然而,激光增材制造技术修复单晶叶片仍面临如何保持单晶完整性、控制冶金缺陷、优化狭窄工艺窗口等问题。此外,激光增材制造修复后热处理制度仍不完善,热处理后产生的再结晶等缺陷会严重影响单晶高温合金叶片的持久、蠕变等力学性能。本文综述了激光增材制造修复镍基单晶高温合金叶片的研究进展,重点探讨了修复过程中裂纹、杂晶缺陷的控制,梳理了对修复后热处理制度的探索历程并总结了激光增材制造镍基单晶高温合金力学性能的相关研究。最后对未来研究方向和发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 激光制造 镍基单晶合金 损伤修复 涡轮叶片 热处理
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激光增材制造体育器材用TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为研究 被引量:1
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作者 刘硕 王启慧 王志鹏 《精密成形工程》 北大核心 2024年第1期59-65,共7页
目的揭示应力比对增材制造TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响规律。方法采用紧凑型拉伸试样,在恒载荷幅条件下对激光增材制造TC4钛合金进行了应力比为0.1、0.3和0.5的疲劳裂纹扩展实验,定量评价了不同应力比下合金的疲劳裂纹扩展速率和... 目的揭示应力比对增材制造TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响规律。方法采用紧凑型拉伸试样,在恒载荷幅条件下对激光增材制造TC4钛合金进行了应力比为0.1、0.3和0.5的疲劳裂纹扩展实验,定量评价了不同应力比下合金的疲劳裂纹扩展速率和变化规律。基于Paris公式对裂纹扩展速率进行了拟合,分析了应力比对各参数的影响规律。最后通过扫描电镜对断口表面形貌进行了观察,分析了应力比对断裂模型的影响。结果在相同的∆K条件下,疲劳裂纹扩展速率随着应力比的增大而增大。在Paris公式中,参数C随应力比的增大而减小,参数m随应力比的增大而增大,并且m和lgC呈现线性关系。随应力比的增大,断口表面的河流花样增多、疲劳辉纹变浅、二次裂纹数量增加。结论应力比引起的裂纹尖端闭合效应和平面应力比变化是导致裂纹扩展速率发生改变的主要原因。 展开更多
关键词 激光制造 TC4钛合金 疲劳裂纹扩展 应力比
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激光增材制造与连接GH4169合金的热处理工艺研究
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作者 刘艳梅 张英伟 +1 位作者 关峰 赵兴旺 《热加工工艺》 北大核心 2024年第8期38-41,45,共5页
采用激光增材制造技术制备了GH4169合金母材样品,并采用相同的工艺参数实现了母材的激光增材连接,检测了不同热处理状态下合金的拉伸性能,分析了性能改变的内在机理。结果表明:凭借激光增材制造技术热影响区小的优势,热处理前后母材与... 采用激光增材制造技术制备了GH4169合金母材样品,并采用相同的工艺参数实现了母材的激光增材连接,检测了不同热处理状态下合金的拉伸性能,分析了性能改变的内在机理。结果表明:凭借激光增材制造技术热影响区小的优势,热处理前后母材与连接区域处微观组织的演变基本一致。沉积态合金呈典型的柱状晶组织,且二次枝晶并不发达,γ+Laves共晶相呈条带状和岛链状沿晶界分布;均匀化+固溶处理后Laves相发生分解并回溶入基体,并伴随着柱晶的粗化;当进行双重时效处理时Laves相的分布状态发生改变。不同热处理工艺试样的拉伸性能均高于同合金铸态指标,热处理对Laves相的含量和分布状态的改变是影响其强度和塑性的主要因素。 展开更多
关键词 GH4169合金 激光制造 微观组织 拉伸性能 热处理工艺
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基于多层感知器模型的激光粉末床熔融高熵合金孔隙率与工艺区间预测
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作者 乐嘉顺 雷瑛 +3 位作者 于博 白凌龙 石家铭 韦辉亮 《南京理工大学学报》 北大核心 2025年第1期92-103,共12页
为解决激光粉末床熔融(LPBF)增材制造成形孔隙缺陷的定量预测难题,该文融合了LPBF实验、机理模型和深度学习模型数据,实现了LPBF过程中未熔合孔隙率和工艺区间的预测。LPBF实验结果提供基础数据,机理模型用于增强数据集,深度学习多层感... 为解决激光粉末床熔融(LPBF)增材制造成形孔隙缺陷的定量预测难题,该文融合了LPBF实验、机理模型和深度学习模型数据,实现了LPBF过程中未熔合孔隙率和工艺区间的预测。LPBF实验结果提供基础数据,机理模型用于增强数据集,深度学习多层感知器(MLP)模型则根据实验和机理模型构建的数据集预测未熔合孔隙率和工艺区间。研究发现,深度学习MLP模型的预测准确率与构成数据集的数据量密切相关,通过机理模型增强数据集后MLP模型的预测精度显著提高,最优MLP模型预测独立测试集孔隙率的平均准确率为93.55%。此外,对比分析发现数据融合后预测的工艺区间最小误差为2.62%,最大误差为6.90%,仅使用实验数据则无法准确预测工艺区间。该文结果表明,MLP可用于LPBF高熵合金孔隙率与工艺参数复杂关系预测。 展开更多
关键词 制造 深度学习 合金 孔隙率 工艺区间
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选择性激光熔化制备难熔高熵合金研究进展
15
作者 朱恩 杨宝震 +3 位作者 张登科 张微 李婉秋 虞飞标 《表面技术》 北大核心 2025年第16期39-59,共21页
旨在系统梳理选择性激光熔化(SLM)技术在难熔高熵合金(RHEAs)制备领域的研究现状,明确工艺参数-微观结构-性能之间的关联机制。揭示SLM技术解决传统铸造RHEAs晶粒粗大、成分偏析等问题的有效性,并探讨其在工程应用中的关键瓶颈与发展前... 旨在系统梳理选择性激光熔化(SLM)技术在难熔高熵合金(RHEAs)制备领域的研究现状,明确工艺参数-微观结构-性能之间的关联机制。揭示SLM技术解决传统铸造RHEAs晶粒粗大、成分偏析等问题的有效性,并探讨其在工程应用中的关键瓶颈与发展前景。研究表明:SLM技术通过极端非平衡凝固实现了RHEAs的微观结构创新,其独特的晶粒细化效应和原位纳米强化机制为开发高性能RHEAs提供了新途径。通过统计分析近年国际权威文献中SLM制备RHEAs的工艺参数,系统研究能量密度对难熔高熵合金致密度、缺陷特征及元素分布的影响规律。结合文献中电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等表征,阐明快速凝固条件下亚稳态相形成机制,定量分析晶粒细化与力学性能提升的对应关系。进一步阐明了如NbC、TiC等纳米析出相通过晶界钉扎效应抑制晶粒粗化及提高材料抗氧化性能的机理。然而,尽管SLM-RHEAs在复杂构件成形方面展现出显著优势,但残余应力分布不均及成分均匀性控制仍是制约其工业化应用的核心瓶颈。最后展望了其在生物医用植入物和航空航天部件等领域的潜力。 展开更多
关键词 选择性激光熔化 耐火合金 微观结构演化 力学性能 制造
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高熵铝化物微叠层复合材料增-等材制备及组织性能研究
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作者 覃红星 王宇 +4 位作者 解蓓蓓 李伯君 范昊天 毕成龙 白舒乐 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期153-163,共11页
目的研究高熵合金和铝增-等材复合制备材料的成形性能,以及制备的高熵铝化物微叠层复合材料的组织和力学性能。方法首先研究了高熵合金和铝的复合材料增-等材制备各环节的成形性能,然后使用SEM、EDS、XRD分析了复合材料铝化物层的微观... 目的研究高熵合金和铝增-等材复合制备材料的成形性能,以及制备的高熵铝化物微叠层复合材料的组织和力学性能。方法首先研究了高熵合金和铝的复合材料增-等材制备各环节的成形性能,然后使用SEM、EDS、XRD分析了复合材料铝化物层的微观组织和生长动力学,最后从显微硬度、三点弯曲性能、断裂韧性、动态压缩强度的角度研究了复合材料的力学性能。结果选区激光烧结成形的实物没有翘曲、弯曲等明显宏观缺陷,渗流铸造的复合材料孔洞较多,个别区域出现了较大尺寸的缺陷,真空热压烧结使复合材料结合紧实;复合材料的扩散行为是高熵合金扩散到Al层,Al基本不发生扩散;复合材料铝化物层的显微硬度高于铸造和SPS制备的高熵合金的显微硬度,随着靠近Al层,硬度呈降低现象,三点弯曲性能和断裂韧性随反应时间的延长而降低,动态压缩强度随反应时间的延长而提高。结论高熵铝化物微叠层复合材料的增-等材复合制备材料成形性能良好;复合材料铝化物层的组织组成是Al3(Co,Cr,Fe,Ni),扩散层生长是晶内扩散和界面反应控制的混合型生长;铝化物层对复合材料性能的影响很大,其厚度增加,使复合材料三点弯曲性能和断裂韧性降低,动态压缩强度提高。 展开更多
关键词 -等制备 微叠层复合 合金 动态压缩强度 断裂韧性
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增材制造单晶镍基高温合金微观组织、热稳定性及耐磨性能 被引量:2
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作者 任晨宇 林思聪 +5 位作者 陈凯 张丹利 周光妮 梁晓晴 罗思海 何卫锋 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3002-3012,共11页
利用定向能量沉积的增材制造方法制备了单晶镍基高温合金SRR99,通过微观组织表征、硬度测量与纳米划痕实验,系统地研究激光增材制造单晶镍基高温合金在服役温度下的组织稳定性。结果表明:经过服役温度(650℃)退火100 h后,增材制造样品γ... 利用定向能量沉积的增材制造方法制备了单晶镍基高温合金SRR99,通过微观组织表征、硬度测量与纳米划痕实验,系统地研究激光增材制造单晶镍基高温合金在服役温度下的组织稳定性。结果表明:经过服役温度(650℃)退火100 h后,增材制造样品γ'强化相的形貌及尺寸(70 nm)依旧保持。相比于传统铸造样品,服役温度退火前后增材制造样品的硬度(6.6 GPa)均提高了20%以上。此外,退火前后增材制造样品的摩擦因数均具有数值低(0.19)、离散性小的特点。本研究证明定向能量沉积增材制造的单晶镍基高温合金样品拥有优异的组织热稳定性和耐磨性能,为激光增材制造技术应用于单晶镍基高温合金涡轮叶片的榫头修复与提性延寿提供了实验支撑。 展开更多
关键词 激光制造 单晶镍基合金 耐磨性能 热稳定性 纳米划痕
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退火温度对激光增材制造CoCrFeMnNi高熵合金耐点蚀性能的影响 被引量:8
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作者 贾玺泉 徐震霖 +2 位作者 周生璇 何宜柱 杜晓洁 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期272-281,共10页
目的研究激光增材制造CoCrFeMnNi高熵合金经不同温度退火后,微观组织演变对其在NaCl溶液中的耐点蚀性能的影响规律。方法采用激光选区熔化(SLM)技术制备CoCrFeMnNi高熵合金,通过X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研... 目的研究激光增材制造CoCrFeMnNi高熵合金经不同温度退火后,微观组织演变对其在NaCl溶液中的耐点蚀性能的影响规律。方法采用激光选区熔化(SLM)技术制备CoCrFeMnNi高熵合金,通过X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研究其退火后的微观结构。利用动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)测试研究SLM成形高熵合金的耐点蚀性能,并通过X射线光电子能谱(XPS)分析钝化膜成分。结果经过不同温度退火后,高熵合金相组成并未改变,均为单一的面心立方结构固溶体。然而高熵合金的微观组织发生了明显转变,退火前微观组织由熔池、柱状晶及胞状亚晶所组成。随着退火温度的升高,熔池边界与亚晶结构逐渐消失,晶粒逐渐长大。SLM成形高熵合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀类型主要为点蚀。随着退火温度从700℃提高至1100℃,高熵合金的腐蚀电流密度先减小、后增加,700℃退火试样相较于打印态试样,腐蚀电流密度下降了97%。打印态和700℃退火试样的钝化膜中Co+Cr+Ni与Mn+Fe阳离子含量的比值分别为1.38和1.61,钝化膜中Cr本征氧化层厚度分别为5.43 nm和5.75 nm。结论高熵合金耐点蚀性能随退火温度的升高,先提升、后降低。胞状亚晶有利于阻碍点蚀坑的扩展,并促使形成稳定的钝化膜。高熵合金经700℃退火,在消除部分熔池边界的同时,保留了胞状亚晶,因此表现出最佳的耐点蚀性能。 展开更多
关键词 激光选区熔化 制造 合金 微观结构 点蚀 钝化膜
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激光粉末床熔融增材制造耐热铝合金的研究进展 被引量:2
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作者 刘书俊 肖文龙 +1 位作者 杨昌一 吴舒凡 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期171-179,共9页
随着航空航天工业的快速发展,人们对高性能耐热铝合金的需求逐渐增加。为了实现复杂构件的一体化成型,激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion,L-PBF)增材制造技术成为目前的研究热点。相比传统铸造成型,采用激光粉末床熔融增材制造的... 随着航空航天工业的快速发展,人们对高性能耐热铝合金的需求逐渐增加。为了实现复杂构件的一体化成型,激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion,L-PBF)增材制造技术成为目前的研究热点。相比传统铸造成型,采用激光粉末床熔融增材制造的构件具有更优异的综合性能。目前,对L-PBF增材制造传统高强韧铝合金已开展较为深入的研究,而针对耐热铝合金的研究还处于起步阶段。本综述首先介绍了激光粉末床熔融增材制造技术的特点,随后总结了近年来针对耐热铝合金体系及相应高温性能的研究,对目前存在的问题与难点进行了概括,最后对未来的主要研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 制造 激光粉末床熔融技术 耐热铝合金 合金化策略 力学性能
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激光-电弧复合增材制造Al-Cu合金T型结构微观组织演变与熔池流动行为分析
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作者 王儒政 马广义 +3 位作者 吴胜男 刘德华 牛方勇 吴东江 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期62-69,77,共9页
在T型结构增材制造过程中,交叉节点处易出现冶金结合不良及重熔缺陷等问题,制约该结构性能的提升。采用激光-电弧复合增材制造技术制备了Al-Cu合金T型结构,对交叉节点处的组织形貌进行了表征,并通过数值模拟分析了节点处熔池内的温度分... 在T型结构增材制造过程中,交叉节点处易出现冶金结合不良及重熔缺陷等问题,制约该结构性能的提升。采用激光-电弧复合增材制造技术制备了Al-Cu合金T型结构,对交叉节点处的组织形貌进行了表征,并通过数值模拟分析了节点处熔池内的温度分布以及流动特征。结果表明,在T型结构节点处能够观察到重熔作用所导致的弧形条纹特征,该区域的模拟形貌与实际结果具有良好的一致性;熔池边界处等温线分布较为密集,内部Marangoni对流导致逆时针涡流的形成,最高流速可达0.16 m/s。依据顶层晶粒形态差异,分为顶层节点重熔区(RZI)和顶层热影响区(HAZ)。其中RZI内主要为细小的树枝晶,平均晶粒尺寸相比于HAZ降低了20.8%,内部析出相主要为与α-Al基体呈非共格界面的大尺寸θ(Al_(2)Cu)相;平均显微硬度可达(98.4±6.4)HV_(0.1),相比于未重熔区最高提升约14.0%。 展开更多
关键词 激光-电弧复合制造 AL-CU合金 T型结构 组织形貌 熔池流动
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