研究目的
研究原位激光粉末床熔融(LPBF)制备的AlSi10Mg合金的非平衡相演变及强化机制。
研究成果
该研究揭示了增材制造LPBF工艺处理的AlSi10Mg合金中复杂的非平衡相演变过程,发现了具有非平衡晶体结构和形貌的新型纳米析出相。这些发现显著深化了对这类合金强化行为的认知,将微观结构细化与局部硬度变化联系起来。
研究不足
本研究聚焦于LPBF工艺制备的AlSi10Mg合金的成形状态,未考虑后处理工艺的影响。建议后续研究通过分析LPBF过程中的热循环,以区分凝固组织特征与后续热循环导致的显微组织表现。
1:实验设计与方法选择:
采用先进电子显微镜技术和快速凝固现象分析模拟,对AlSi10Mg合金激光粉末床熔融过程中的非平衡相演化进行表征与分析。
2:样品选择与数据来源:
使用AlSi10Mg粉末原料,在氩气环境下通过配备Y光纤激光器的Renishaw AM400设备在支撑结构上打印矩形样品。
3:实验设备与材料清单:
包括场发射扫描电镜(FEI Nova NanoSEM 400)、用于纳米硬度测试的NanoTest Vantage系统,以及全数字化200 kV场发射透射电镜(FEI Tecnai Osiris S/TEM),用于综合分析微观结构、晶体结构/取向及化学成分。
4:0)、用于纳米硬度测试的NanoTest Vantage系统,以及全数字化200 kV场发射透射电镜(FEI Tecnai Osiris S/TEM),用于综合分析微观结构、晶体结构/取向及化学成分。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:样品经金相制备、研磨、抛光和离子减薄后进行SEM和TEM实验,熔池凝固区域的纳米硬度测试同步开展。
5:数据分析方法:
通过EDX化学成分图谱、高分辨透射电镜成像及微衍射花样识别纳米析出相与共晶相,利用图像分析软件定量测定共晶层间距与体积分数。
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FEI Nova NanoSEM 400
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Field emission gun scanning electron microscope for high-resolution imaging of microstructures.
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Nano-indentation system for measuring nano-hardness across materials.
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Scanning transmission electron microscope for comprehensive microstructural, crystal structure/orientation, and chemical composition analysis in nano-to-atomic scale.
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Renishaw
Laser powder bed fusion system equipped with a Y fiber laser for metal 3D printing applications.
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