研究目的
利用原位X射线衍射技术研究Ti-6Al-4V合金三维激光打印过程中的微观结构演变，以理解激光与扫描参数对相变、加热冷却速率及残余应力形成的影响。
研究成果
结合高通量同步辐射X射线衍射的MiniSLM设备，能够详细观察三维激光打印过程中的微观结构演变。扫描策略会显著影响热历史及最终形成的微观结构——较短的扫描矢量会导致材料在高温相停留更久，并形成不同的微观结构特征。这一发现对于优化打印参数以实现理想材料性能至关重要。
研究不足
本研究仅限于Ti-6Al-4V合金，可能无法直接适用于其他材料。原位测量提供的是X射线束探测体积内的平均信息，可能无法捕捉局部变化。实验在同步辐射设施中进行，限制了其在常规工业应用中的可及性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用同步辐射光束线上新开发的原位X射线衍射装置，在激光3D打印过程中进行实时测量。该方法包括追踪相变的时间演化、测量加热与冷却速率以及观察残余应力的形成过程。
2：样品选择与数据来源：
使用Ti-6Al-4V商用合金粉末进行打印，通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析粉末特性及化学成分。
3：实验设备与材料清单：
实验装置包含微型选区激光熔化设备(MiniSLM)、500瓦redPOWER连续波光纤激光器、双轴偏转扫描单元以及用于X射线衍射的EIGER探测器。
4：实验流程与操作步骤：
实验通过不同激光功率和扫描策略进行打印，同时以高帧率记录衍射图样以捕捉相变过程与热历史。
5：数据分析方法：
通过衍射数据分析确定相组成比例、温度及冷却速率，采用电子背散射衍射(EBSD)进行微观组织分析。
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