最近的一项研究提出了加法制造日报》探讨了3 d印刷合金的生产和属性与特定的关注角色的溶质和形成核的晶粒细化过程。
研究:展示角色的溶质和形成核的加法制造铝合金的晶粒细化。图片来源:sspopov / Shutterstock.com
先进的状添加剂制造技术的出现导致了革命的生产和工程先进的金属材料。欧洲杯足球竞彩
现代技术,如选择性激光熔化(SLM)已被证明能够促进相当大的灵活性和快速制造的潜力,提供制造商的高度设计的复杂性和自由的部分功能。
这些技术最显著的缺点在于它们倾向于形成粗切柱状结构内的添加剂manufacturing-fabricated组件。
这一现象与添加剂的生产流程固化所使用的材料。非常大的热梯度和高冷却率相对较小的熔池内存在——一个因素会导致外延晶粒生长。
因为加法制造过程工作通过构建一个结构层在另一个之上,还有一个需要上一层部分re-melt作为后续层沉积。这个过程经常看到新层外延增长从现有谷物,导致柱状颗粒的增长甚至可能跨越多个层。
这些粗糙的柱状微观结构可能导致次优的机械性能和增加对热开裂由于热冲击通常发生在较高添加剂制造。
值得庆幸的是,这些问题可以解决晶粒细化技术。最近的一项研究提出了加法制造日报》探讨了这与特定的关注角色的溶质和形成核的晶粒细化的过程。
晶粒细化在传统金属铸造通常是通过接种,添加少量的过程形成核的粒子(触发表面成核)或添加合适的溶质在熔融金属。欧洲杯猜球平台这有助于限制在宪法通过异构晶粒生长成核过冷区产生的溶质。
有很大的兴趣,利用这个有用接种治疗和/或溶质添加方法在金属添加剂制造方便有效的晶粒细化成品零件。
已经有很多成功的例子,这个过程,导致发展的一个解析解称为相互依存模型。
使用这个模型,能够确定异相成核发生在有效形成核的宪法内过冷区产生的溶质,这个过程能够抑制外延通过晶粒细化晶粒生长。
金属3 d打印预排| Markforged金属X
视频来源:Markforged / Youtube.com
各种数值模型也被开发出来,能够准确地将粒度与凝固相关的一系列变量,例如,冷却速度,整体过冷的固体/液体界面,形成核的粒子密度。
这些模型提供了优秀的洞察铸造合金的晶粒细化机制在大多数,但是仍有不确定性存在的理解这些晶粒细化机制在加法制造的背景下。
还需要进一步的研究来确定是否溶质增长限制方法在传统金属铸造直接适用于金属添加剂制造,由于这个过程经常受到非常大的热梯度和高冷却率。
存在一种危险,加法制造的凝固条件可能会限制甚至消除宪法的产生过冷区前的固液界面,从而导致更有效的增长限制溶质的功能使用。
使用SLM技术作为一个例子,作者研究调查是否生长限制因子用于金属铸造方法也适合使用在理解溶质的有效晶粒细化能力当考虑到大型热梯度常见添加剂制造,以及这些高是否热梯度(和冷却率)限制甚至完全否定溶质的作用。
研究发现尽管在SLM过程中快速冷却,还需要增加溶质产生足够的过冷诱导异相成核实现显著的晶粒细化。也证实,溶质的炼油效率随浓度增加。
可以确保良好的晶粒细化SLM过程中通过增加溶质和形成核的粒子,与晶粒尺寸降低增长限制增加了。欧洲杯猜球平台
这项研究的重要发现之一是,与传统铸造金属之间存在非线性关系的粒度和增长制约因素。作者的推测,这可能是由于大热梯度常见SLM阻碍的形成足够的宪法前过冷区固体/液体界面的限制的生长受限影响溶质。
研究强调,似乎是有潜在的利用有效的晶粒细化技术用于金属铸造内加法制造方法。形成一个有用的在这一领域进一步研究的基础,这项工作也可以打开潜力加法制造流程的优化。
引用
祁阳Tan,于阴,阿尔温德•普拉萨德,Gan Li羌族朱、大卫•亨利StJohn到8张,展示角色的溶质和形成核的加法制造铝合金晶粒细化,加法制造、2021、102516、ISSN 2214 - 8604,https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S2214860421006631?via%3Dihub
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