金属所等《Scripta Mater》:增材制造316L不锈钢的循环响应! 2024-07-29 03:12:35 由于具有自由成型和制造过程快速的优点,增材制造(AM)展现出了巨大的科学价值。在众多AM合金中,316L不锈钢(316LSS)因其应用范围广和力学性能突出而受到广泛关注。其优异的拉伸强度主要得益于胞结构对位错运动的强烈阻碍以及Hall-Petch强化作用,而较大的延伸率与位错和胞结构相互作用产生持续稳定的加工硬化作用有关。因此,胞结构对于获得优异的拉伸性能具有至关重要的作用。迄今为止,大量研究主要报道的是AM合金的单调变形行为。然而,工程材料在服役时通常受循环载荷作用而不是单调载荷,且目前关于疲劳性能的数据十分有限。研究胞结构对AM合金疲劳行为的影响,尤其是基于位错理论分析变形机制尚处在研究前沿。近日,来自瑞典林雪平大学和中科院沈阳金属所等单位的研究人员通过开展室温高周疲劳试验,对比分析了含/不含胞结构AM 316LSS样品的疲劳性能和位错组织等,揭示了胞结构在循环变形中的作用。相关论文以题为“Cyclic response of additive manufactured 316L stainless steel: The role of cell structures”发表在Scripta Materialia上。论文链接https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114190本文中,作者通过退火热处理(900 ℃/1050 ℃,10 min)获得了胞结构体积分数不同的两种样品,其中1050 ℃退火样品为不含胞结构样品,而未退火样品具有完整的胞结构。对上述三类样品进行室温高周疲劳试验发现,与不含胞结构的样品相比,完整胞结构样品的疲劳过程仅包含稳态和过载阶段而无最初的软化阶段,且该样品具有更高的强度、更低的循环软化速率以及更长的寿命,如图1所示。 图1. (a-c)未退火和900 ℃/1050 ℃退火样品的总应变范围-循环次数关系;(d)总应变范围-归一化循环次数(N/Nf)关系;(e)图1(d)中归一化循环次数在0.2以内的曲线放大图;(f)未退火和1050 ℃退火样品达92%疲劳寿命时的滞后回线;(g)总应力范围-失效循环次数关系。借助扫描电子显微镜(SEM)和背散射电子衍射(EBSD)发现,含/不含胞结构的样品变形前后晶粒取向、大小和形状变化不大,如图2所示。然而,通过透射电子显微镜(TEM)分析发现,这两类样品变形后的主要位错组织有所区别。如图3和图4所示,完全胞状样品变形后观察到了平面位错组织,如滑移带(SB)、堆垛层错(SFs)和变形孪晶(DTs),而在不含胞结构的样品中出现了条纹状和(或)胞状位错亚结构。 图2. 未退火样品与1050 ℃退火样品变形前后的显微组织。(a, b, g1, h1)带衬度(BC)和晶粒取向分布叠加图;(c, d)变形前胞结构SEM照片;(e, f)变形前位错组织TEM照片;(g2, h2)Kernel平均取向差(KAM)分布图。 图3. 未退火样品变形后的TEM明场照片,包括(a, b)滑移带(SB),(c, d, f, g)起源于位错墙的大量堆垛层错(SFs)和(e, h)一些变形孪晶。(i)纳米孪晶束和孪晶界(黄线)原子结构高分辨透射电子显微(HRTEM)照片。 图4. 1050 ℃退火样品变形后的TEM明场照片。(a, b)位错亚结构如位错胞和位错条纹;(c-e)位错胞放大照片,包括致密位错网;(f)少量SFs。总之,作者报道了胞结构对AM 316LSS疲劳行为的影响。胞结构的存在将促进平面滑移系的开动和诱导形成平面位错组织如SFs和DTs,引起不均匀的应变累积,从而促进疲劳变形。(文:囍人) 赞 (0) 相关推荐 欧洲的轻钢企业咋干的…… Metsec plc是英国最大的专业冷轧成形公司,为英国的建筑和制造业提供钢结构部件.我们在西米德兰兹郡的奥德伯里已经成立超过75年了.今天,Metsec是世界上最大的冷轧型材制造商奥钢联型材部门的一 ... 阴极电泳槽液循环系统的功能和设计(选用)原则是什么? 阴极电泳槽液循环系统的功能和设计(选用)原则是什么?阴极电泳槽液自配槽后就应连续循环搅拌,因故障停止搅拌时间不应超过2h.循环环搅拌 的主要功能有以下四个:①保持槽液均匀混合和防止颜料在槽中或被涂物的 ... 我国钻探用人造金刚石单晶研究进展(完) 超硬天地 2016-05-17 3.4剪式合成工艺保证了金刚石产品质量 一方面因为在腔体比较小的时候,由于每个腔体合成后体积收缩不大,似乎对金刚石合成影响不大(实际上是有影响的),在腔体继续扩大后显得 ... 纳米金属、石墨烯和3D增材制造激情碰撞=一场柔性电子制造革命 柔性电子是将有机.无机或有机无机复合(杂化)材料沉积于柔性基底上形成以电路(不仅限于电路)为代表的电子(光电子.光子学)元器件及其集成系统的新兴交叉科学技术.中国科学院院士黄维是这样评价柔性电子产业的 ... 钢研院&重大《Acta Mater》:金属增材制造优化的全新解决方案! 增材制造(俗称3D打印)目前已被广泛用于汽车.医疗.航天等不同领域,尤其是激光粉末熔融技术(laser powder bed fusion, LPBF)被成功地应用于多种金属合金的增材制造.此技术实现 ... 金属顶刊《Acta Mater》:增材制造高强铝合金的疲劳与动态时效! 铝合金因其质轻和出色的强重比,在汽车,航空航天等多个领域得到广泛应用.近年来,由激光粉末熔融(laser powder bed fusion, LPBF)增材制造工艺制造的高强度铝合金如2xx ... 中南大学《Scripta Materialia》:一种增材制造用高强耐热铝合金! 铝合金以其质轻.高比强.抗腐蚀等优异性能,广泛应用于航空航天.武器装备.轨道交通.汽车等领域的轻量化结构.增材制造技术不受工艺条件的约束和限制,为航空航天等领域复杂铝合金构件(如复杂框梁.薄壁.内流道 ... 金属增材制造《Acta》:增材制造镍基超合金难焊接和晶界开裂机理! 原创 材料学网 导读:热裂是γ'-(Ni,Ti)3Al析出强化型镍基超合金的粉床熔融增材制造(PBF-AM)中的主要难题.尽管影响热裂的液化机理已得到深入研究,但由于高维工艺参数空间和扫描策略带来的复 ... 南极熊实地探访:通快激光金属熔化增材制造实验室 南极熊导读:目前进口金属3D打印机和国产3D打印机已经形成了相对明显的两大阵营,进口设备定位中高端市场,同时定价也较高.以激光技术起家的德国通快(TRUMPF),拥有自主生产的3D打印机核心器件--激 ... 前沿技术|金属增材制造代表性工艺详解 前沿技术|金属增材制造代表性工艺详解 Desktop Metal批量喷射金属3D打印机Shop System,将开启增材制造2.0时代? 2020年11月18日,Desktop Metal正式将其粘合剂喷射3D打印技术定义为"增材制造2.0",北美.EMEA和APAC的客户正式将Shop System商业化.这是否意 ... 欧瑞康马骏:金属增材制造产业价值链创新和应用趋势分享 2020年8月20日-21日,中国增材制造产业发展芜湖(繁昌)高峰论坛暨2020年中国增材制造产业年会在安徽芜湖市举行,此次年会由工业和信息化部装备工业发展中心.安徽省经济和信息化厅.芜湖市人民政府指 ...