在增材制造过程中利用多元元素合金中的转化稳定性来控制粒径
Akane Wakai1, Jenniffer Bustillos1, Noah Sargent2
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University, Ithaca, NY, USA.
Nature communications
|February 12, 2025
概括
控制金属增材制造微观结构是一个挑战. 这项研究使用高合金来通过操纵相位稳定性来精炼谷物,从而推进增材制造应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 在基于聚变的金属增材制造 (AM) 中控制微结构是一个重大挑战.
- 多元元素合金 (MPEA) 或高合金,为微观结构工程提供了巨大的组成空间.
- 该FeMnCoCr系统作为一个模型来探索合金设计在MPEA的AM.
研究的目的:
- 在FeMnCoCr MPEAs中实现显著的谷物精炼和表轴柱状谷物生长的分解.
- 探索MPEA中用于AM应用的合金设计.
- 通过针对性地操纵相位稳定来定制理想的颗粒大小和形态.
主要方法:
- 热力学建模 热力学建模
- 运行同步子X射线衍射射线的操作.
- 多尺度微观结构的表征.
- 机械测试 机械测试 机械测试
主要成果:
- 在FeMnCoCr MPEAs中证明了谷物精炼和表轴柱状谷物生长的分解.
- 获得了关于凝固物理及其对微观结构的影响的洞察力.
- 成功操纵相位稳定性以影响粒度结构.
结论:
- 针对性地操纵相位稳定性是控制AMMPEA中微观结构的关键.
- 这种方法在增材制造应用中推进了微结构控制.
- FeMnCoCr MPEAs为通过AM设计先进材料提供了一个有前途的平台.


