增材制造的GRCop-42和GRCop-84合金的多尺度机械表征
MohammadBagher Mahtabi1, Mojtaba Roshan1, Gabriel Demeneghi2
1Department of Mechanical, Industrial, and Manufacturing Engineering (MIME), University of Toledo, Toledo, OH 43606 USA.
JOM (Warrendale, Pa. : 1989)
|November 28, 2025
概括
像GRCop-42和GRCop-84这样的铜合金的增材制造 (AM) 显示出基于加工的各种机械性能. 硬度可以预测拉伸强度,但加工方法和微观结构影响精度.
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:
- 铜合金对于火箭发动机等高性能应用至关重要.
- 增材制造 (AM) 为这些合金提供了新的制造途径.
- 了解微观结构对机械性能的影响至关重要.
研究的目的:
- 研究GRCop-42和GRCop-84合金的微观结构和机械行为.
- 在不同的AM方法中分析硬度和抗拉强度之间的关系.
- 评估缩衍生的属性,如可塑性指数和弹性回收.
主要方法:
- 制造Cu-Cr-Nb合金 (GRCop-42,GRCop-84) 使用激光粉床融合 (L-PBF) 和激光粉末定向能量沉积 (LP-DED).
- 多尺度分析将微/纳米尺度特征与宏观尺度机械性能相关联.
- 硬度,抗拉强度,可塑性指数和弹性回收的评估.
主要成果:
- 与LP-DED相比,L-PBF GRCop-42表现出更高的强度和更低的弹性模量.
- 强度-硬度相关性因加工方法而有显著差异.
- 硬度在L-PBF样本中准确预测了弱质量的抗拉强度 (2-16%的偏差).
- 在LP-DED样本中强烈的晶体纹理削弱了强度-硬度相关性,这是由于异性质.
结论:
- 加工诱导的微结构显著影响AM铜合金的机械性能.
- 硬度可以作为AM铜合金中拉伸性能的预测度量.
- 硬度作为预测指标的准确性取决于加工方法和得到的微观结构/纹理.
