SLM對適印性和微觀結(jié)構(gòu)的影響:(1)(NiMo分析研究28鎳鉬合金)

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1、SLM對適印性和微觀結(jié)構(gòu)的影響:(1)
SLM對適印性和微觀結(jié)構(gòu)的影響:(1)
通過繪制一系列黃銅礦合金吸收帶隙能量和開路,上圖顯示了獲得高效寬禁帶設(shè)備的困難Eg=1.3 eV以下,VOC數(shù)據(jù)沿著一條直線。
表示VOC=Eg/q比例增益
表示VOC=Eg/q比例增益0.5 V,而在Eg>1.3 eV增益要適中得多,在標適中得多,CuInS2和CuGaSc2.記錄帶間隙能量和開路電壓Cu(in,Ga)Se2器件中,Eg–qVoc僅為434 eV。
人們對設(shè)計新合金以應(yīng)對添加劑制造帶來的復雜挑戰(zhàn)有著強烈的影響。為了開發(fā)新合金,了解成分和材料性能的變化如何影響額外制造的部件至關(guān)重要。目前的工作是利用參數(shù)優(yōu)化框架,結(jié)合實驗單軌微觀偏析數(shù)據(jù)開發(fā)L-PBF中密化和微結(jié)構(gòu)的處理圖。
然后是四種二元鎳基合金(即Ni-20at%Cu、N,第2.2節(jié)概述的校準框架詳細說明了二元同晶、弱溶質(zhì)分配、強溶質(zhì)分配和共晶合L-PBF,然而,這些地圖并沒有詳細說明參數(shù)空間中微結(jié)構(gòu)特征的變化。
微觀結(jié)構(gòu)特征差異的一個難點是這些特征的量化。能量色散可用于溶質(zhì)元素的微觀偏析(EDS)或波長,但微偏析結(jié)構(gòu)中的枝晶臂間距是高成本和耗時的(PDA)已被證明取決,Seede等人通過單軌實驗校準分析模型和一,構(gòu)建包括三個關(guān)鍵L-PBF參數(shù)處理圖:激光功率。
經(jīng)證明,這些工藝圖包括更佳生產(chǎn)新開發(fā)的低合金鋼全致密零件,并取得了較高的成功。該框架已全部或部分驗證了幾種不同的合金系統(tǒng),包括鋼、鎳基合金和形狀記憶合金。
這些加工圖將進一步開發(fā),包括凝固微結(jié)構(gòu)成分LP,并允許優(yōu)化額外制造零件的微結(jié)構(gòu),系統(tǒng)比較各種合金成分的印刷適性和微結(jié)構(gòu)的能量,Laves相的Ostwald成熟會降低材料的力學性,導致韌性和脆性的變化。
必須延遲Laves為了保證相的粗化IC的長壽命,Laves相也在標度以下分離(圖7).12)這可能與它們對硅的親和力有關(guān)IC隨著冷卻速度的提高,共晶凝固過程中生長的耦合相變得更加細化,通常表現(xiàn)出優(yōu)異的機械性能。
多組分商用合金的微結(jié)構(gòu)復雜性和合金成分的差異使得難以全面分析不同合金系統(tǒng)的印刷適性。出于這些原因,選擇以下四種二元合金作為L-PBF對合金成分、相圖特征和材料物理性能進行評估AM這些合金的二元相圖如圖1所示,使用CALPHAD Thermo Calc為了保證熔池之間的適當融合,軟件計算。
基于幾何圖案的填充間距標準是在保守假設(shè)下獲得的,即印刷表面上下各熔池的水平形狀為拋物線,難以預測熔池高度,也假設(shè)熔池高度等于層厚。
本標準規(guī)定,在兩個連續(xù)軌跡中的兩個熔體池之間形成間隙之前,可以使用填充間距(hmax)更大值如下:,Ni-5at%Al和Ni-5at%Zr:為了研究合并,選擇了兩種等效二元成分Ni95X5(at由于溶質(zhì)分布的顯著差異,其中X為溶質(zhì)元素,Ni-Al和Ni-Zr該系統(tǒng)是測試分配系數(shù)效應(yīng)的理想方法。
由于Ni-5 at%Al液相線和固相線在所有溫度下ke=0.96,因此預計Ni-5 at%Al微觀偏析很少發(fā)生,但由于凍結(jié)范圍較大(172k)分配系數(shù)較低(k,預計Ni-5at%Zr微觀偏析會出現(xiàn)在合金中。
熱圖中對平面生長而不是細胞樹枝生長結(jié)構(gòu)的觀察結(jié)果,通過單軌和立方體WDS驗證合成貼圖,更后將熱圖與無氣孔加工圖結(jié)合,詳細說明加工區(qū)域,形成具有所需微結(jié)構(gòu)結(jié)果的全密度零件。
Ni-20at%Cu:選擇Ni-Cu由于其不統(tǒng)一的分配系數(shù),合金是完成的(ke=0.74)和中等凝固范圍,預計合金將出現(xiàn)微觀分析,在凝固過程中缺乏第二相形成,與以下多相合金系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)開發(fā)相比,沒有公認的開發(fā)或選擇合適的標準AM然而,合金系統(tǒng)。
從焊接文獻和快速凝固研究中可以看出,枝晶凝固的微觀偏析是一個關(guān)鍵挑戰(zhàn),會導致AM這種現(xiàn)象取決于凝固前沿的速度和平衡分配系數(shù)(ke),在非平衡快速凝固條件下,如合金系統(tǒng)中固體和液體溶質(zhì)濃度的比例(L-PBF典型情況。
分配系數(shù)與速度有關(guān),如文獻所示,為了繪制工藝圖并建立工藝圖,有望通過提高激光掃描速度來降低微觀偏析L-PBF工藝參數(shù)和凝固微結(jié)必須首先確定一系列導致整個部件致密的參數(shù)。工藝參數(shù)的選擇AM對零件密度有重要影響。
AM在此期間,孔隙形成的機制非常明確,但緩解策略仍處于發(fā)展階段。過去,高密度零件制造的參數(shù)優(yōu)化是通過在廣泛的參數(shù)空間中進行的。更近,提出了幾種利用熔池尺寸預測來減少確定提高整個零件密度的參數(shù)的實驗試驗。
本文研究了AM開發(fā)和比較中合金系統(tǒng)加工圖,2.3.微偏析處理圖,單軌印刷在與合金成分相同的基板上,底板采用鑄態(tài)采購,鎳-5
本文研究了AM開發(fā)和比較中合金系統(tǒng)加工圖,2.3.微偏析處理圖,單軌印刷在與合金成分相同的基板上,底板采用鑄態(tài)采購,鎳-51100℃時,對at%Al鑄基板均勻處理1攝氏度?h、。
700℃再結(jié)晶?1攝氏度?HNi-20?當銅含量為11000時,鑄態(tài)基板℃時間均勻化1攝氏度?h、 ,800℃再結(jié)晶?1攝氏度?H鎳-5?鑄態(tài)基板均勻處理1000%1攝氏度?h38%熱軋,鑄態(tài)基板均勻處理1攝氏度?h和12.6%,單軌為10?。
長度為mm,長度為1?,磁道間距為mm,每種材料以相同的激光功率和掃描速度打印,粉末層厚度恒定為49μm。
大致對應(yīng)粉末d80(粉末粒度分布的第80%,密度較高的涂層,如PVD和APS致密尖晶石保護200,性能更好 μ m La1-xSrxC,而沉積WPS尖晶石毒鉻LSC,產(chǎn)生低導電相SrCrO4(圖A中涂層-陰極界面。
在長期的堆棧中,已經(jīng)證明了涂層的有效性。目前,這些涂料及其沉積技術(shù)的主要缺點是相關(guān)的生產(chǎn)成本和環(huán),Co光學顯微鏡是一種危險和關(guān)鍵元素(OM)使用配備VH-Z100寬范圍變焦。
波長色散光譜(WDS)是在配備有LaB6電子源的C,定量WDS成分圖是在15%的設(shè)置下獲得的千伏,50nA和110?微秒像素停留時間,0.1?μm步長,拋光狀態(tài)下WDS。
WDS圖為原子百分比(at%)顯示,配備有場發(fā)射電子源的使用FEI Quanta 60,增材制造(AM)由于能夠制造局部微結(jié)構(gòu)控制潛力,根據(jù)觀察到的與缺陷形成對應(yīng)的熔池尺寸關(guān)系,即確定鎖孔的熔池寬度/深度關(guān)系(W/D)確定未熔化。
與圖2中實驗表征的單軌相比,根據(jù)實驗觀察,根據(jù)文獻確定的值,可視化哪個邊界更適合每種材料(W/D),選擇用于比較的鑰匙孔標準≤?1.2,1.5。
2.0)選擇缺乏融合標準作為D/t?≤?0.使用支持向量機分類器667(SVM)該分類器利用實驗性單軌分類,將加工圖劃分為成球區(qū)和2.江蘇激光聯(lián)盟陳長軍歡迎您繼續(xù)關(guān)注合金選擇。
定量波長色散光譜(WDS)觀察單軌和塊體實驗,驗證加工圖,闡明材料性能和合金條件L-PBF通過本研究生成的數(shù)據(jù)集,利用機器學習方法開發(fā)了一種經(jīng)驗?zāi)P停瑴蚀_預測枝晶微偏析結(jié)構(gòu)L-PBF輸入工藝參數(shù)和易獲得的材料特性函。
以前的研究利用熔池深度=然而,層厚標準缺乏單軌,Zhang據(jù)報道,高密度打印仍然可以在這個缺乏集成的區(qū)域?qū)崿F(xiàn),這表明有必要放松這一限制。由于需要打印多個單軌和至少幾層,以形成缺乏集成孔隙,因此缺乏集成標準是任意的。
因此,我們選擇一個不太保守的值來擴展功能可打印區(qū)域,圖2 Ni-20 (% Cu)、Ni-5 (% A,這些圖包含不同的鎖孔標準(W/D≤1.2,1.5,2.0),確定哪個標準更合適,并在2.2節(jié)討論后進行校正Eagar - Ts。
使用支持向量機分類器繪制適合單軌實驗的球區(qū)。實驗分類的單軌顯示鎖孔、缺乏集成、球化和良好的軌道,并在這些地圖上標記不同的符號和顏色ET良好的模型預測匹配,D:熔池深度。
W:熔池寬度,t:粉末層厚度(如果需要解釋此圖中對顏色的引用,讀者可以參考本文的網(wǎng)頁版本)。為了確定激光功率掃描速度參數(shù)空間中的一個區(qū)域,該區(qū)域繞過了四種合金中每種合金的孔隙,實現(xiàn)了Seede參數(shù)優(yōu)化框架數(shù)優(yōu)化框架。
該框架使用計算成本低的方法Eagar Tsai(E-,對整個參數(shù)空間的熔池尺寸進行低保真預測,然后對激光功率掃描速度空間進行采樣和單軌實驗。
為了獲得更高的預測精度,對模型進行統(tǒng)計校準。因此,在整個參數(shù)空間中,根據(jù)實驗測量結(jié)果,采用基于網(wǎng)格的采樣策略對46個單軌試驗進行采樣。
以熔池深度≤0.667 ×層厚(D≤0.667 t,對缺乏熔合的單軌進行分類,選擇該值作為穿透固體印刷電路的更小單線深度,基于底層印刷的有效高度等于粉末填料密度×層厚,氣體霧化Ni-5?在%Al,Ni-20?在%Cu。
Ni-5時在%Zr和Ni-8.8?Nanoval ,使用3DSystems ProX DMP 歷史上用于200商L-PBF制造全致密零件所需的合金系統(tǒng),如鎳基高溫合金(如Inconel 718?)由于和L-PBF另一方面,相關(guān)凝固過程中的高冷卻速率,Ti-6Al-4V微偏析結(jié)構(gòu)通常不顯示在制造狀態(tài)下。
盡管這些差異尚未完全量化為正在加工的合金凝結(jié),但合金之間的微觀偏析差異通常歸因于正在加工的合金凝結(jié)AM,但是,因為和AM有許多相關(guān)的材料和工藝變量。優(yōu)化合金成分和工藝參數(shù)以獲得所需的性能是一項艱巨的任務(wù)。如何影響過程變量、合金成分和熱力學的變化,本系統(tǒng)研究揭示了合金成分和相應(yīng)的相圖特征對四種二元,即Ni-20at%Cu、Ni-5at%Al、Ni-。
這些成分的選擇分別代表二元同晶、弱溶質(zhì)分溶質(zhì)分,F(xiàn)SS基板上生長的熱氧化物采用不同的涂層技術(shù),但具有相同的保護層(MnCo2O4):(A) WP,(B) APS,(C) PVD,高密度涂層在更小尺度厚度上產(chǎn)生更佳效果,從而使樣品(B)和(C)接觸電阻損失較低。
采用SVM 和PSVM方法后,采用8個不同類別的不同輸入變量,實現(xiàn)160個診斷模型(80個SVM診斷模型和80個,并對兩種分類方法(SVM和PSVM)的分類兼容性進,經(jīng)過詳細的
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