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为了理解Net-AM微观结构提供了最高抗疲劳性的原因中国日报:2o24澳门正版精准资料,研究者利用逐层研磨来准确确定裂纹萌生位置,并表征其微观结构细节,以辨别裂纹萌生的精确机制,如图4a所示。对于Net-AM微观结构,微观结构中的疲劳裂纹源都对应于PBGs的晶界,如图4b所示。发生疲劳裂纹萌生的晶界非常干净,没有粗相富集,这是AM微观结构的一个常见特征。大量报道表明,钛合金中的疲劳裂纹总是从等轴α晶粒和粗板条开始,尤其那些方向相似的集合。这也是“HIP状态”的主要机制,如图4c所示。研究表明,塑性滑移的局部化容易发生在粗糙α-相或相界面,而六方紧密堆积α-相剪切敏感,抗解理性较低,导致严重的不均匀应变分布。因此,提高Ti合金的疲劳性能需要细化α-相或α-板条。
首先评估了单轴拉伸性能,如图2a所示中国日报:2o24澳门正版精准资料。HIP+STA(老化)状态显示出强度和塑性的适度匹配。在使用NAMP恢复精细均匀的棋盘PBG后,样品表现出更好的强度和塑性。Net-AM微观结构的关键疲劳性能如图2b,c所示。在第一步中有效消除了微孔,显然疲劳寿命和疲劳极限都得到了很大提高,证实了微孔对印刷微观结构的显著不利影响。然而,将PBG内的粗微观结构恢复为细AM微观结构,疲劳寿命和疲劳极限也得到了提高,验证了细AM微观组织的优势。最后,通过消除锯齿状α相并恢复原始AM PBGs,Net-AM状态的疲劳性能实际上得到了显著进一步改善。因此,通过必要微孔和微观结构调整以获得Net-AM微观结构,Ti-6Al-4V的疲劳极限从475显著提高至978 MPa,提高了106%。
增材制造实验室目前拥有SLM金属3D打印机、激光熔覆设备、真空电弧熔炼炉、真空扩散焊、SPS等离子烧结中国日报:2o24澳门正版精准资料,以及激光粒度仪、烘干箱、筛粉器、吹砂机等科研装备10台套。材料设计软件CALPHAD、Jmat-pro软件等材料设计软件各1套。
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