综合同步辐射X射线影像和衍射来揭示直接能量沉(2)-粉末冶金工业

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综合同步辐射X射线影像和衍射来揭示直接能量沉(2)

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图3使用W作为追踪剂在DED-AM IN718 的时候原位操作X射线影像量化Marangoni流动

在本研究中采用镍基高温合金IN718．该合金具有优异的高温性能和耐腐蚀性能，广泛的应用于安全苛刻要求的场合，如航空中的涡轮盘和叶片，海洋工程和地面燃机的叶片。IN　718同时使LAM中常用的高温合金。LAM制造过程中会引入热应力，这来自高的弹性模量和IN718合金的热膨胀系数。形成的共晶化合物和在晶界处的元素偏析以及或添加的Ti或Ｎｂ元素造成的枝晶区域会导致热裂纹敏感性的最佳。结果，使得来合金在LAM制造的时候很难制造出无裂纹的部件来。

图４　衍射后得到的熔池图像表明了：(a) 温度， (b) 液相体积分数,， (c) γ 相的体积分数， (d) MC 碳化物的体积分数， (e) laves 相的体积分数在多层熔池区域的体积分数．液相体积分数的面分布结果同熔池边界的X光照相结果相吻合．

In718合金的高温强度归因于稳定的L12结构的 γ'析出相和D 022结构的 γ''析出相的细小的分布.当这些理想的相形成的时候,固态扩散控制的,LAM制造时固有的高的热温度梯度和快速冷却速率会抑制他们在LAM过程中的形成.此外,二次相,包括碳化物,Laves相和δ相在LAM制造IN 718的时候会被经常发现,这就是著名的使得元素的分布存在贫化的现象,就必须通过后续的热处理来加强.显著的研究曾经实施来控制显微组织和移除不理想的相,是通过后续热处理和热等静压来实现的.理解沉积态的显微组织和任何在LAM制造过程中形成的有害相的特征对发展原位和后续热处理使十分重要的.

在本工作中,来伦敦帝国理工大学的研究人员综合时间分辨率和空间分辨率的X射线影像和衍射，在DED－AM工艺过程中使用AM工艺复制器来直接规模化复制工业规模的生产参数．X射线影像和衍射的组合提供了一个深刻的，全面的理解DED－AM过程中的包括熔池动力学，凝固过程和理想的显微组织的形成特征，实现了原位的捕获和操作．这一研究使得通过X射线影像来量化关键参数,直到温度的的衍射量化和应变,相变,均可以实现熔池和周围热影响区的空间分辨率层次的研究.

文章来源:Correlative Synchrotron X-ray Imaging and Diffraction of Directed Energy Deposition Additive Manufacturing,Acta Materialia,Available online 1 March 2021, ,

文章来源：《粉末冶金工业》网址: http://www.fmyjgyzz.cn/zonghexinwen/2021/0916/374.html