在微观结构和机械性能上对L-PBF哈斯特洛伊X合金的工艺优化的研究

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
• 金工业是金工业的一个方面.

背景情况:

• 哈斯特洛伊X (HX) 是一种高性能合金,在苛刻的应用中至关重要.
• 激光粉末床融合 (L-PBF) 为复杂的金属零件提供了先进的制造能力.
• 了解L-PBF中的过程结构属性关系对于材料优化至关重要.

研究的目的:

• 研究L-PBF过程参数对Hastelloy X微观结构和机械性能的影响.
• 评估能量密度和热演变对缺陷和材料性能的影响.
• 为了将冷却速率与微观结构特征以及由此产生的机械行为相关联.

主要方法:

• 使用激光粉末床融合 (L-PBF) 的综合实验和数值方法.
• 微观结构和缺陷分析使用扫描电子显微镜 (SEM) 和电子反射衍射 (EBSD).
• 通过硬度和抗拉性测试对机械性能进行评估.
• 有限元法 (FEM) 用于在各种激光条件下计算冷却速率.

主要成果:

• 低体积能量密度 (VED) 影响未化粉末;高能量密度诱导球形缺陷.
• 增加的能量密度导致了微观结构粗,并加强了 (001) 纹理方向.
• 在高能量密度下的低冷却速率导致了长的粒,粗的子粒,降低了微硬度和产量强度,但增加了延长.

结论:

• 工艺参数,特别是能量密度和冷却速率,显著影响L-PBF哈斯特洛伊X微观结构和机械性能.
• 获得的洞察力对于优化L-PBF参数,缺陷识别和控制晶体纹理至关重要.
• 这项研究指导了加工指标的开发,以实现在L-PBF制造的Hastelloy X.中所需的机械性能.