综述:增材制造功能梯度金属材料(4)(镍基合金)采用能量直接沉积Nimonic115圆棒抗拉强度)

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1、综述:增材制造功能梯度金属材料(4)采用能量直接沉积

2、镍基合金Nimonic115圆棒抗拉强度

综述:增材制造功能梯度金属材料(4)采用能量直接沉积

▲图３，(a) 自 SS304 L向 Inconel 62，(b) 设计和测量裂纹100微米处的成分，(c-h)在裂纹的100微米处测量EDS这些合金的功能梯度合金材料从Fe从基合金到镍基合金的梯度变化遵循混合原则。

从一个元素/合金到另一个元素/合金结束的梯度，有两个例外AM-FGM制造SS304L到Inv，当一些镍基合金与奥氏体不锈钢混合时，它们是机械的。这种现象主要是镍基高温合金中的元素，如Nb富集NB的脆性化合物容易在界面处的枝晶间形成，在Hofmann的报道中。

梯度的自 SS304 L向Invar 36的设计有，EDS沿梯度合金和显微硬度CTE沿元素分，▲图5，自SS316 L向 IN制备梯度合金样品时，625合金过渡梯度合金的示意图，(e)硬度测量结果沿梯度过渡。

沿着 SS304 L 向 Invar 36梯度变化，等温三元 Fe-Cr-Ni 在923 K时间相图可以，根据相图，自 SS304 L 向 Invar 36梯度变化，无脆性金属间化合物，图1b显示微硬度和CTE测量结果证明了奥氏体相。

在这种梯度变化中，硬度降低到低于组件合金，这是由于软奥氏体相，显微硬度降低是有意识的设计，其目的是使梯度合金更具韧性，以避免裂纹。

沿梯度变化CTE自我满足缓和原则 Invar 接近处接近零到几乎为零SS304L，▲图2，拉伸试验后陡峭（a）和平滑（b）梯度合金过渡的基础，（c）陡峭（DI）和平滑（CG）马鞍山安徽工业大学的研究人员对两种梯度合金进行了校准 316L向。

分析和测试裂纹行为、显微组织的演化和显微硬度.主要结果如对未预热样品的裂纹进行了详细分析，对预热样品的显微组织进行了详细分析.预热，本文综述：利用能量直接沉积制造功能梯度金，主要介绍铁基合金向镍基合金过渡的梯度合金。

文章来源：Opportunities and ch，Journal of Materials Proc，Volume 294，August 2021，117117，https://doi.org/10.1016/j，AM-FGM焊接的优点之一是其成分。

在平滑过渡的设计中，显微组织和性能是梯度逐渐变化的。与传统焊接相比，这降低了沿过渡区域的应力。比较好的例子是汽车的高端汽车发动机阀杆采用摩擦焊接，焊接接头的故障主要在于界面的显著过渡，Hofmann 等人开发了有限元分析的方法，其模型显示梯度接头的应力集中度降低了十分之一。

原因是梯度合金的平滑过渡CTE此外，焊接过程中陡峭而急剧的过渡有利于形成脆性金属间化，这将进一步削弱焊接接头。

梯度合金中两种碳化物的形成是相图预测的MC和 M23C然而，发现一些M6C碳化物的添加主要形成MC碳化物没有明显形成M23C6，TEM分析结果得到证实MC 和 M6C并形成碳化物。

见图６，M23C6 不存在碳化物AM－FGM非工艺，这是利用平衡相图预测的缺点，2，Fabrication of steel-Inco，Optics & Laser Technology，Volume 131，November 2020。

106451，https://doi.org/10.1016/j，梯度合金向镍基合金过渡，Carroll 等人研究自己SS304 L 向 I，并对微裂纹进行了进一步的表征和热动力学模拟SSL一侧发现，见图3。尽管这些裂纹不会跨越一层间距，二次相颗粒的微观尺寸对裂纹的扩展起作用。

CALPHAD热动力学计算预测了单一金属碳化物的区域，EDS图则证实了裂纹边缘的丰富Mo和 Nb，▲图１，(a) 沿着 SS304 L 向 Invar 36，(b) 沿梯度变化的显微硬度和CTE结果，(c) 在923 K时 Fe-Ni-Cr等温三。

镍基合金和铁基合金提供的性能使它们组合在需要混合性能的场合。这两种合金都有FCC此外，主要合金元素还没有同素异构的相变。

如Fe，Ni和 Cr，等

(a) 梯度合金样品示意图，点线显示部件截面，截取后用于分析测试，(b) 截面样品，（c）梯度合金在Fe和Ni成分变化时的显微硬度。

显微硬度值为5次测量平均值，误差位标准误差在另一梯度合金中，即 SS316 L向Inconel 718过渡梯的硬度表明过渡区有波动，其原因可能是XRD中发现，XRD结果表明，梯度变化的不同截面有不同的相，奥氏体相和少量铁素体相含量为100 wt.%和。

随着Inconel 718高温合金量增加，新相 NbC 和 Fe2Nb形成的奥氏体相是硬度下降的原因，而新相 NbC 和 Fe2Nb过渡区硬度的形成，Zhang等人用中间过渡层的方法创造一个类，其中间过渡区是50/50 % 混合wt%，在过渡区，显微结构分析揭示了显微组织的梯度变化。

SS316L细胞结构变为混合细胞/柱状晶体结构，然后变为混合细胞/柱状晶体结构In对过渡区的定量分析证明了625合金的柱状晶结构Ni和Fe含量的梯度变化和显微硬度测量表明其硬度沿梯度逐渐升高拉伸试验结果表明梯度合金的屈服强度为405.6MP，同IN625合金的强度443.2MPa但极限拉伸强度为605.7MPa接近SS316L颈缩主要发生在316 L的一侧。

这是因为 IN625合金的强度明显高于 SS316，在Hofmann在研究工作中，梯度材料采用平滑过渡的方式实现，陡峭过渡的设计在相的形成和性能上会有明显的差异，因为界面明显不同 围区元素和相的差异。

陡峭的梯度合金Ti-6Al-4 V向 Fe-由于两种合金元素的稀释，其过渡区呈现出急剧的变化，然后硬度下降，Fessler 等人曾经尝试对陡峭和平滑过渡的梯度，陡峭的梯度合金中，在界面处其成分和显微组织存在显着的变化，然而。

梯度合金的平滑过渡或多或少是相对均匀的，Savitha 等人研究了陡峭平滑的梯度SS3，图2ab梯度合金在拉伸性能上表现出陡峭平滑的过渡，塑性变形主要局限于SS31６Ｌ处。

远离界面或过渡区域，显示界面的强度非常好，此外，图2c显示梯度合金的应力-应变结果相同SS316 ，结果是校准有效基准长度后，陡峭平滑过渡梯度合金的拉伸性能不明显，或多或少接近SS6L合金的性能。

参考文献：1，Functionally graded mater，Acta Materialia，Volume 108，15 April 2016，Pages 46-54，https://doi.org/10.1016/j。

图7采用同步预热的方法自行进行 316L向 Incone。

镍基合金Nimonic115圆棒抗拉强度

·Ni-Span-C902:镍、铁、铬合金适用于精密弹簧件、钴合金/钴基合金、品牌号: Nimonic 115C(％):0.16S，·Inconel X750：沉淀硬化镍铬合金，强度高达1500，F温度环境。

耐腐蚀性和抗氧化性好，·Haynes25：也称为L605、喷气发动机部件、燃室和后燃室部件高达1900，F具有抗氧化性和抗渗碳性的环境。

高温强度好，·Haynes214：沉淀硬化镍合金，抗氧化能力高达2000，F，用于暴露在铬碳、氯污染和氯化环境中的部件和气轮。

·Nickel201:除碳含量低，可塑性好，基本和Nickel主要用于化工，·Incoloy800:镍、铁、铬合金在高温下具有防渗碳作用，·Haynes188:温度高达2000°F同时同时具有优异的后延性，·Monel400:固溶和高强度在较大温度范围内。

高达1000的电子部件和弹簧，F耐腐蚀和氧化能力在温度下，·Inconel 625：极高的耐腐蚀性和可加工性，适用于从低温到2000，F温度环境，·Inconel718:高强度耐腐蚀合金。

用于423，F到1300，F核工业应用温度环境，·Hastelloy C-二、镍、铬、钼、钨。

对许多工业化学剂具有耐腐蚀性和优良的焊接性，·Haynes230：镍、铬、钼、钨合金，温度高达2100，F环境优异，抗氧化能力长。

·Waspaloy：适用于高温部件的喷气发动机涡轮、叶片、间隔器，·Inconel600：耐腐蚀性高，强度好，易加工，主要用于腐蚀环境，高达2150，F在温度环境下具有耐氧化性，·Hastelloy C适用于化工。

可抗氧化剂可替代HASTELLOY，C但具有较好的可加工性，·Hastelloy X ：后燃室、叶片、尾管、蜂窝、波纹管动机部件包括后燃室、叶片、尾管、蜂窝、波纹管和管道，F强度和抗氧化性都很好。

·Incoloy825:硫酸、磷酸、海水等耐腐蚀环境合金。