功能梯度金属材料制造：实验与数值研究综述（2）(GH耐高温耐腐蚀镍铬合金4145时效强化)

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1、功能梯度金属材料制造：实验与数值研究综述（2）

2、GH耐高温耐腐蚀镍铬合金4145时效强化

功能梯度金属材料制造：实验与数值研究综述（2）

3.1.2铁基梯度合金 从这里发，图16 a) Ti6Al4V/ Ti-Si-C梯度，b)梯度层中TiC、Ti3SiC2和富ti相的分布，c-e)更后一层的TEM亮场图像和指定区域的电子衍生物，两表面的强粘附和滑动增加了表面温度，导致塑性变形。

更终导致Ti6Al4V剪切和撕裂表面，Ti6Al4V表面撕裂和剪切产生的部分碎片附着在两个表面之间，因为它将二体磨损机制改为三体磨损机制Nie在等人的另一项研究中。

利用高通量表征研究增材制造SS316L-SS4.在微观结构评价中，发现了耐腐蚀性和耐磨性的更佳组合。SS316L含量在施工方向上的增加，形状从等轴枝晶发展到细胞和柱状枝晶的混合物α-Fe、马氏体和碳化物的混合物向γ-Fe，虽然硬度和耐磨性会逐渐降低，但钝化膜的致密性会增加。

随着奥氏体(γ)本研究采用局部电化学测量技术(扫描开尔文探针，扫描液滴池，当组合重量超过50%时，SS316L伏特电位和点蚀敏感性SS316L相，但硬度更高，所以。

这两种基合金的组合可适用于高耐腐蚀性和耐磨性要求。随着滑动的继续，碎片变得加工硬化，在基体中切割得越来越深，碎片切入基体后形成Wu如上图所示，等人描述的的如上图所示。

考虑到热障涂层，图a是基板磨损轨迹的低放大倍数，如图b所示(TBC)从金属到陶瓷的化学成分，通过减少材料性能与残余应力的不匹配，可以消除粘结层的需要，Mumtaz和Hopkinson由于材料性能的不同，除了结构的高密度外，还研究了选择性激光。

PSZ和一些Waspaloy本研究的重要发现是合金元素的偏析。然而，交叉扫描策略可以在分级结构中获得更少的孔隙和偏差LENS方法在SS316L上述制备的稳定氧化。

Balla等人观察到一些沿厚度方的分段裂纹和柱状晶粒，这对于TBC尽管他们承认该过程有能力获得无明显缺陷的致密组织，但在另一项相关研究中，Savitha等人使用NiCrAlY或NiCr合金，YSZ作为面漆。

以直接界面(DI)和成分梯度(CG)沉积的形式是I，在另一项研究中，江苏激光联盟陈长军的原创作品碳化钒(VC)与钢一起作为金属基一起作为金属基复合，导致Gualtieri和Bandyopadhyay，从硬度可以看出VC - 20%的深度-，VC其逐渐沉积及其扩散导致硬度逐渐增加，可减少易开裂或分层逐渐增加衬底之间的应变梯度。

此外，尽管在水射流试验中穿着宽度和深度材料SS304和2没有观察到严重损坏表面和截面 VC样本暗示了这种金属碳化物的优异耐磨性，Savitha等人的另一项研究表明，YSZ与NiCrAlY涂层结合后，YSZ含量增加。

由于熔池温度升高，合金元素在熔池之间的扩散(这是因为，结果表明，NiCrAlY- ysz梯度涂层的热循环性能显著降低，形成脆性Ni7Zr2和β-NiAl相(β-Ni，结果表明，没有中间层65vol.% YSZ梯度涂层的热循环寿命从不到5次提高到200次以上(替换的410 l不锈钢(无镍) l不锈。

如果保持恒定的层间温度，减少稀释10% Zr90%，虽然裂缝数量减少，梯度区与不锈钢界面的弱组合(由于稀释程度降低)，但使用镍和钛-钒夹层(图12a中的A4和A因为Ni-Zr金属间化合物的形成、钒的低塑性和热量。

宏观尺度分别开裂，如图12所示e，f但由于铜在铁中的溶解度高，Cu-Zr与Ni-Z。

使用铜夹层时没有观察到宏观裂纹(图12)g)，这被认为是研究条件中更好的制造条件(a)低放大倍数和(b)江苏激光联盟指南高放大倍数下基材磨损轨迹：AM有许多有价值的研究。

它们被分类和总结如下：值得注意的是，由于陶瓷的高脆性，如微观/宏观裂缝），很难实现高含量陶瓷梯度材料的外层。为了实现双赢的条件，获得高腐蚀性工作环境所需的足够的耐腐蚀性和韧性。

Li等人研究通过DED基于工艺制造Fe–Cr–N，包括四种设计成分Fe–16Cr–8Ni、Fe–图114分别预期微观结构a根据图11，三元相图中的点1、2b–e中梯度样品不同截面的光学显微结构镍含量低(8和16 wt.%)合金的显微结构。

主要由板条和少量骨架组成(图11)b，c），这是指铁素体-奥氏体的微观结构，由于在铁素体-奥氏体转化过程中扩散受到限制，板条形态在高凝固率下形成。

Ghoncheh等人研究增材制造AA2618/，发现合金元素的扩散和分布系数、液相混合焓和元素溶解度。因此，镁有很强的晶体偏析（捕获）倾向，而硅、铁和镍有很强的晶体偏析（捕获）倾向。

虽然梯度界面结合良好，但由于晶间区域共晶化合物的熔化和过程中的热应力，出现了称为热脆性的微裂纹。然而，由于过冷度的增加，钝化机制因等轴分支晶体的存在而体的存在。

此外，在机械性能评价方面，硅原子通过控制位错运动来决定弹性性能和剪切。虽然弱材料限制了合金的强度和断裂应变，但加工硬化率介于两种基质合金之间。

表2 总结了铁基梯度合金增材制造的研究进展，3.2.2.钛基梯度复合材料，3.2.1.热障梯度系统评估了两种干燥和润滑条件下的磨损试验结果。

犁剥落是干磨损的有效机制，剥落是润滑磨损的主要机制。此外，由于温度升高，暴露在环境大气中，三体磨损（由于氧化物颗粒的形成）被认为是干磨损过程。

干磨损试验中记录的磨损总量较多，虽然以前对基本金属进行了分类研究，但对其它金属和合金进行了分类研究AM研究很少，其中一些不考虑它们之间的关系，只根据合金的类型、制造、表征和其他有价值的方法Karnati在等人的研究中，使用纯铜和Delero-制备了两种镍基合金粉末，改变脉冲激光器的占空比(dc)制备三种梯度沉。

在30/70上的100/0沉积上的100/0沉积中观察到dc在30/70上的100/0沉积中，虽然梯度变化的长度总是大于其他沉积记录，但增加直流（或热输入）可以缩短梯度变化的长度。

FGMs其他值得注意的金属是铁基合金，特别是不锈钢，因为除了其成本效益外，它们还具有高强度、良好的热稳定性、优良的抗氧化性、耐腐蚀性和耐腐蚀性，如一些重要的电厂和炼油行业。

在相关工作中，不锈钢-镍基高温合金的梯度结构取代了其不同的接头，Shah等人研究了直接激光金属沉积过程的关键参数(从梯度截面图10)a柱状虽然可以在截面边缘和相邻截面的界面上观察到。

但柱状枝晶组织仍以柱状枝晶为主，钛基梯度复合材料AM研究综述如表4所示，Ti/SiC梯度系统结合钛的低密度和良好的强度，可作为未来航空航天领域的轻质耐热材料，Ti/SiC梯度体系AM相关研究表明。

去除70% Ti 30% SiC由于70%的分层缺陷在中间层后消失 Ti 30% SiC层中有更低数量的富人Ti相和Ti3SiC它们是抗热应力的韧性和耐受性，因此，通过去除这一层。

完全消除了FGM同时，通过降低层厚和残余应力，消除垂直于富sic层界面裂纹无明显缺陷FGM，制造适合航空航天、汽车和能源行业的不锈钢。

Khodabakhshi等人根据图12a，激光粉末输送激光添加剂制造技术和直接沉积(样品)三种不同的技术A1和A2)功能梯度沉积(样品)A3)和各种夹层(样品)A4、A5.评估其微结构特征和开裂敏感性，316L从不锈钢到锆的梯度制备过程中，尽管热物理和机械性能更接近相邻层。

与直接沉积相比，热应力降低(图12)b)，垂直裂纹(图12)c)此外，脆性金属间化合物(主要是Ni-Zr类型)的广泛形状和更广泛的水平裂纹(图12c)，Engineering 1997。

28(1e2):1e4.，Mahamood RM，Akinlabi E，Functionally graded mater，Springer International Pu，2017.，StudartAR。

Biological and bioinspire，Mater 2013，23(36):4423e36.未完待续。此外，在不同激光功率下制备的所有样品在构示出微硬。

c)显示近似抛物线分布，硬度先下降，直到IN随着718的重量百分比达到50%，它开始上升IN718含量增加。

相评估已得到证实NbC和Fe2Nb相的存在解释了这种行为(图10b)，此外，在大多数情况下，由于冷却速度高，高送粉速度沉积显示出较高的硬度。

从而降低组织尺寸，Savita即使在离散和梯度上，SS316-IN625双材料界面，由于每层和前层的重熔和稀释，化学成分的变化是梯度，试图建立更接近实际的再熔层厚度和合金元素浓度。他们还观察到，无论双材料的结构如何。

屈服强度总是弱的材料SS然而，316是相当的，并且在其内部发生故障。Zhang虽然稀释引起的化学分布结果得到了证实，但结果表明梯度结构的屈服强度接近IN625，而SS316L侧断裂引起的抗拉强度接近IN在磁性评价中，625。

如图13a与b一起显示Fe含量增加，两种梯度合金Ms增加，而Hc通过比较研究的磁性合金和相关报告数据相似的合金，变化是非单调的。

结果表明，合金由镜头处理，高于或等于Ms和Hc传统接近类似的合金是由传统方法制成的。然而，由于更多的晶体边界和残余应力扰乱了磁性类别的排列，添加剂制造的样品的顽固性高于市场采购Permalloy，图13c中硬度试验的结果也表明，尽管两种合金的更高硬度接近两种基元的比例，但Co100?xFex梯度合金的硬度总是大得多 多。

　　此外，Co100?xFex和Ni100?xFex系列合金，图14a-c中NiCr-YSZ DI、NiCr-Y，由于AM过程中的热应力，垂直