在增材制造的单晶中,三角形梯度微结构能够实现强度-柔性协同作用和可编程性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 机械工程 机械工程
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• 增材制造 (AM) 单晶 (SX) 对极端环境具有前景.
• 增材工艺在树突周围产生独特的渐变微结构,影响材料特性.
• 了解和控制这些微结构是提高性能的关键.

研究的目的:

• 在AM SXs中开发一个统一的梯度微结构模型.
• 量化这些微观结构对机械性能的影响.
• 通过调整微观结构梯度来实现可编程性能.

主要方法:

• 利用统一的三角函数来描述梯度微结构.
• 分析出位密度,矩阵通道宽度,沉面积和元素度.
• 使用高通量模拟来将微结构强度与机械性能相关联.

主要成果:

• 三角度梯度微结构 (TGMs) 克服了强度-柔性权衡,特别是在高温下.
• TGM提高了强度和可塑性,与传统方法不同,传统方法牺牲了可塑性以获得强度.
• 在TGM强度和强度和延长等机械特性之间发现了线性相关性.

结论:

• TGMs提供了一种新的方法来量身定制AM SXs的机械性能.
• 该研究为设计具有可编程性能的材料提供了一个框架,用于要求高的应用.
• 这项研究加深了对AM合金中状石相关微观结构的理解.