机器|激光粉末床熔合中成分和相图特征对适印性和微观结构的影响:合金系统加工图的开发和比较 (一)( 五 )


2.4. 材料制备与表征
气体雾化Ni-5?在%Al , Ni-20?在%Cu , Ni-5时在%Zr和Ni-8.8?Nanoval GmbH&Co.提供的at%锆粉用于制造L-PBF单轨和立方体 。 使用3DSystems ProX DMP 200商用L-PBF系统(高斯轮廓λ的光纤激光器)打印这些样本?=?1070?和标称光束直径?=?80?μm) 。
单轨印刷在与各合金成分相同的基板上 。 底板均在铸态条件下采购 。 镍-5?在1100℃时 , 对at%Al铸态基板进行均匀化处理?1摄氏度?h、 50%冷轧 , 700℃再结晶?1摄氏度?HNi-20?当铜含量为%时 , 铸态基板在1100℃时进行均匀化?1摄氏度?h、 50%冷轧 , 800℃再结晶?1摄氏度?H镍-5?在1000%的锆含量下 , 对铸态基板进行均匀化处理?1摄氏度?h和38%热轧(850℃)?°C.镍-8.8?在850%的锆含量下 , 对铸态基板进行均匀化处理?1摄氏度?h和12.6%在800℃下热轧?°C 。 单轨为10? , 长度为mm , 长度为1? , 磁道之间的间距为mm , 每种材料以相同的46种激光功率和扫描速度组合打印 , 粉末层厚度恒定为49?μm , 大致对应于粉末的d80(粉末粒度分布的第80百分位) 。
采用线切割电火花加工(EDM)切割单轨的横截面 , 并将这些试样抛光至0.25?用水基金刚石悬浮抛光液抛光μm , 用0.04?μm胶体二氧化硅 , 用于2?H卡林方案2(5)?g CuCl2 , 100?mL盐酸和100?mL乙醇)用于蚀刻单轨以获得光学和背散射电子显微照片 。 熔池尺寸取自三个位置每个单轨横截面图像中测量的平均值 。 一次枝晶臂间距(PDAS)是在蚀刻状态下使用单轨横截面的背散射电子显微照片成像的 。 在每个单轨的熔池边缘至少进行了20次PDA测量 。 每个单轨的三个横截面用于PDA分析 , 以确保观察结果代表整个熔池 。 显示平面增长的单轨被标记为PDA为0?μm 。 方块(8)?×?8.?×?8.?使用表2中列出的工艺参数进行微观结构分析 。
光学显微镜(OM)使用配备VH-Z100宽范围变焦镜头的Keyence VH-X数字显微镜进行 。 波长色散光谱(WDS)是在配备有LaB6电子源的CAMECA SX5电子探针微量分析仪上进行的 。 定量WDS成分图是在15%的设置下获得的千伏 , 50?nA和110?微秒像素停留时间 , 0.1?μm步长 。 在抛光状态下对试样进行WDS , WDS图以原子百分比(at%)显示 。 使用配备有场发射电子源的FEI Quanta 600 SEM拍摄背散射电子图像 。
来源:Effect of composition andphase diagram features on printability and microstructure in laser powder bedfusion: Development and comparison of processing maps across alloy systems , Additive Manufacturing , doi.org/10.1016/j.addma.2021.102258参考文献:K.N.Amato S.M. Gaytan L.E. Murr E. Martinez P.W. Shindo J. Hernandez S.Collins F. Medina Microstructures and mechanical behavior of Inconel 718fabricated by selective laser melting Acta Mater. 60 (2012) 2229–2239 , T.DebRoy H.L. Wei J.S. Zuback T. Mukherjee J.W. Elmer J.O. Milewski A. M.Beese A. Wilson-Heid A. De W. Zhang Additive manufacturing of metalliccomponents – process structure and properties Prog. Mater. Sci. 92 (2018)112–224.
未完待续
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