在《华尔街日报》最近发表的一篇文章加法制造的信,研究人员讨论了效用的平顶激光选择性激光熔化发展的单一的纯镍晶体(Ni)。
研究:制造单晶纯镍平顶建筑物的激光束通过选择性激光熔化。图片来源:塞巴斯蒂安Janicki / Shutterstock.com
背景
由于不断上升的高温使用组件,对镍基高温合金部件由加法制造的需求飙升。(SX)最近的研究表明,镍基单晶高温合金可成功制作不需要SX种子利用电子束融化。
曾有一些报道说使用选择性激光熔化(SLM)制造Ni-base SX超合金。控制缺陷和晶界(GB),压力抑制,和质地均匀性在SLM困难是由于陡峭的快速加热的热梯度诱导的层,下面层的温度较低,有限的导热系数。精确的结构控制、复杂变化的扫描方法或使用SX种子通常是必需的。
在竣工SLM产品,重复的热机的循环导致高应变和位错密度,从而导致动态再结晶(DRX)和新的谷物的生产。获得一个SX结构,有必要操纵晶粒结构在SLM的产品使用温度梯度和strain-inducing变量。
Gaussian-based光束被用在大多数早期的研究在SLM结构控制和微观结构。目前没有研究提供了广泛的调查,组织创建过程采用大倾角晶界(HAGB)和平顶光束抑制。
关于这项研究
在这项研究中,作者研究了平顶建筑物的实用激光在SLM制造一个SX结构在纯镍不需要在SLM SX构建板。SLM 280 HL被用来制造SLM的基于“增大化现实”技术的游戏环境。高纯多晶镍板被用来研究单跟踪估计熔池形状。跟踪1和2,平顶光束,而追踪3用高斯光束。
研究小组测量了熔池深度BD-HD平面的两边网站在中间。使用观察熔池几何创建多层组合。舱口差距是70年和200年之间μm,和层厚度保持在30μm。一个Microtrac S3500激光衍射粒度分析仪被用来量化镍粉的平均粒径。一个90°旋转扫描方法被用于激光扫描SD-HD平面。304多晶不锈钢板、圆柱标本被打印出来。
研究者分段和地面所有的标本与# 320和# 600砂纸在机械抛光钻石和胶体硅悬浮液。试样的微观结构,研究了利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)。
观察
使用Pantleon建模基于奈的张量,利用18几何错位配置(111)< 110 > FCC滑移系,FT1接地,FT2, G1计算0.71 x10141.07 x1014和1.28 x1014/平方米,分别。无论位置、接地分布相当FT1和FT2。接地值在1和2分别为0.90 x10 FT1地区14/平方米,0.89 x1014/平方米,分别。接地区域3和4之间的差异在0.99 x10 FT2是无关紧要的14/平方米,0.77 x1014/平方米,分别。G1有异构接地分布,区域5,代表熔池中心,有一个接地1.70 x10的价值14/平方米。
熔池的边缘附近的接地,G1的地区,有一个价值0.67 x1014/ m2。FT1 SX的质地结构被发现在[017]< 100 >,这表明±8°BD的分歧。跟踪3与ET = 6.25 J /毫米2有一个更深的深度比宽度148.06μm 144.48μm,这表明它是Gaussian-based。与ET = 5.10 J /轨道1毫米2,熔池宽度和深度测量是143.67和20μm,分别。轨道2有广度和深度488.98μmμm和68.79,分别,大的8.57 J /平方毫米等。
平面熔化池的发展导致的优化参数。不用SX种子,而附近的一个均匀——(001)< 100 >织构与抑制HAGB在高层建筑高度大于20毫米。
此外,平面熔化池阻碍HAGB通过抑制形成几何必需位错累积和应变连续动态再结晶。不使用SX种子,SX结构同质附近——(001)< 100 >纹理和抑制HAGB被有效地创造出来的。
结论
总之,本研究阐明——附近的一个同质的发展(001)< 100 > SX结构组成的纯镍与抑制HAGBs通过利用SLM没有SX种子通过优化平面与平顶光束熔池。
平面熔池附近帮助维持一个几乎一致的——(001)< 100 >发展沿着BD同时限制应变积累,这可能会导致全身的连续动态再结晶(CDRX) HAGB生产。作者提到平面熔池产生的平顶光束实现SX种子的SX结构不使用预计将在未来的工作中用于更大范围的金属和合金。
他们相信SLM中的多个激光概念的实现过程,特别是生成SX结构,将带来新的见解获得所需的程序所需的微观结构和相关的属性。
源
乔迪·d·E。Kitashima, T。小泉,Y。,等。生产单一的纯镍晶体通过选择性激光熔化平顶激光。加法制造信件100066 (2022)。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000408
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