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构建几何形状和取向对激光金属沉积增材制造316L不锈钢显微组织和性能的影响
摘要： 研究了增材制造AISI 316L不锈钢的构建几何形状和取向对微观结构及力学性能的影响。为此采用集成激光金属沉积系统制备了两个测试块（块体1和块体2），其中块体1的最长尺寸平行于构建方向，块体2的最长尺寸垂直于构建方向。从两个块体中提取不同构建方向取向的试样并进行详细表征。发现块体1具有较粗大且无缺陷的微观结构，而块体2则呈现更细小的微观结构并存在大量轨道/层间缺陷?？樘?试样的屈服强度和抗拉强度高于块体1试样，但其应变硬化能力和延展性值较低。这些微观结构和力学性能的差异被证实源于两个块体不同的构建速率及由此产生的热历史。为解释屈服强度随试样取向的变化，引入了"有效晶粒尺寸"这一替代性晶粒尺寸度量指标，该指标揭示了晶粒取向对位错运动平均自由程及相应屈服/流动应力的影响。研究发现屈服强度随有效晶粒尺寸的变化遵循霍尔-佩奇关系。
关键词： 各向异性、增材制造、晶粒尺寸、拉伸行为、取向
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光粉末床熔融成形的Inconel 625孔隙特征及其对拉伸性能的相应影响
摘要： 本研究考察了激光粉末床熔融（LPBF）工艺在不同激光功率下制备的Inconel 625部件的拉伸行为，并将其与体孔隙率及X射线计算机断层扫描（CT）提取的孔隙特征（如孔径、长径比形态和极性取向）相关联。采用扫描电子显微镜（SEM）分析拉伸试样的断裂模式和失效起源。原始态试样的微观结构检测表明：随着激光功率提升，熔化模式从未熔合转变为小孔熔化，试样体密度相应从98.86%增至99.29%。研究发现整体孔隙率水平与部件的极限抗拉强度（780-820 MPa范围）及断裂应变（0.2-0.39范围）无直接关联。通过对比拉伸试验前后的CT数据集获得的详细孔隙空间特征，建立了缺陷尺寸、形态、取向与试样拉伸性能的关系。总体而言，断裂应变直接受孔隙空间特征影响，而抗拉强度则同时受孔隙空间和微观结构特征共同作用。本研究还发现LPBF工艺存在系统性偏差效应，可能源于粉末铺展和气体流动等干扰变量的共同影响。
关键词： Inconel 625合金、孔隙空间特征、激光粉末床熔融、拉伸行为、X射线计算机断层扫描
更新于2025-09-19 17:13:59
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选择性激光熔化Ti-6Al-4V零件中特征尺寸对优化工艺参数有效性的影响
摘要： Ti-6Al-4V合金因其高比强度和优异耐腐蚀性而广受欢迎。采用选择性激光熔化(SLM)增材制造的Ti-6Al-4V部件已有多项应用达到技术成熟度。然而，传统工艺与SLM制造部件之间冶金差异相关的问题依然存在。目前极少有研究关注工艺参数与不同尺寸特征部件宏观/微观性能的关联性。本研究旨在探究固定参数条件下，特征尺寸对Ti-6Al-4V部件密度、硬度、显微组织演变及力学性能的影响。 研究发现：采用固定参数可制造的尺寸存在合理区间，超出特定窗口后相对密度会下降——当长方体尺寸从(5×5×5 mm)缩小至(1×1×5 mm)时，孔隙率从0.3%增至4.8%。在适宜尺寸范围内，显微组织受尺寸影响较?。坏隹山邮艹叽绱翱诤蠡岢鱿窒灾浠?。特征尺寸对力学性能变异起关键作用：拉伸载荷下，标距尺寸减小会导致抗拉强度和屈服强度降低。 本研究揭示了SLM制造Ti-6Al-4V部件中特征尺寸与工艺参数在微观/宏观性能层面的关联规律，同时强调任何优化工艺参数仅适用于特定尺寸窗口。
关键词： 增材制造、微观结构、拉伸行为、选择性激光熔化、钛合金、力学性能
更新于2025-09-12 10:27:22