3D打印|一种用于3D打印的新型铝成形高温合金（1）( 三 ) 抗氧化|软件|机械|互联网医疗

根据这些标准为本研究提供了合金1、合金2和合金3的三种变体。这三种成分在900°C时具有相等的平衡γ′体积分数(0.5) ，但具有不同的(Nb+Ta)/Al比。这使得实验研究Al或(Nb+Ta)对γ′的富集如何改变上面强调的性质成为可能。通过使用TTNi8数据库， thermocalc预测了每个组分的平衡γ′体积分数作为温度的函数。测量的γ′在室温下的面积分数分别为0.680.7 ，和0.69合金12和3 。合金3的(Nb+Ta)含量最高，但Al含量较低;合金1的(Nb+Ta)含量最高，但Al含量较低;合金2的(Nb+Ta)/Al比例适中。这些合金与传统的CM247LC合金进行了对照。
用于新等级高温合金的计算合金设计空间;为便于比较，还绘制了传统合金的位置。 (a)修正的可焊性图，确定了最大应变年龄裂纹指数。 (b & c)表示应变时效开裂优点指数及其与γ′分数和蠕变优点指数的关系。 (d & e)表示与γ′分数和蠕变优点指数有关的冻结范围的大小，其中显示了应变年龄开裂和蠕变优点等值线。 (f)给出了最终的设计空间，用于根据冻结范围、应变时效开裂指数和最低要求的强度和蠕变来隔离新的合金等级。
上图说明了我们计算的结果，并说明了本工作中合金成分选择的基本原理(在所有子图上标记为ABD-850AM和ABD-900AM) 。图(a)说明了在我们的分析中使用的可焊性图。上面有各种现有的合金;难加工的合金预计在图的右上方，可加工的合金在左下方。所画的线对应于应变年龄开裂风险的假定界限，但这样的图没有考虑热撕裂抗力，对热撕裂抗力来说，冻结范围是重要的。不出意料的是，应变年龄开裂的优点指数与γ′含量和蠕变阻力有很强的相关性(图(b c)) ，同时也表明，通过Ti、Nb和Ta合金化γ′提高硬化，需要降低Al含量;这意味着可制造性和材料性能之间的经典权衡。为了考虑热撕裂敏感性，图(d和e)说明了Scheil冻结范围、相组成和预期强度之间的预测权衡。
值得注意的是，强度曲线从左下到右上，这意味着高强度合金通常具有较大的γ′分数和冻结范围。在冻结范围与γ '分数的弱相关性被发现，但要注意-在任何给定的γ '含量-有相当大的范围缩小或扩大冻结范围;这是由于固化路径及其最后阶段。冻结的280 K范围的上限已经被选择作为第一近似在这工作之间的一个值对于IN738LC (285 K)和IN718合金(265 K) 。前者报道频繁遭受热开裂，但后者已经发现容易可打印。同样，根据IN939 (4.3 wt%)报告的微裂纹，选择最大应变年龄开裂指数为4 wt% 。图(e)证实，新合金ABD-850AM和ABD-900AM在没有过量γ′分数的情况下，在最大预测蠕变性能方面接近Pareto前，试图限制应变年龄开裂的风险。图(f)更概括地说明了我们的设计概念——在最大预期容许冻结范围和应变时效开裂敏感性下的最小所需蠕变强度。
采用Aubert & Duval工艺制备了预合金氩气雾化原料粉末，粒径中值(D50)在32.3 ~ 33.0μm之间。 D10和D50值分别为~ 19和55μm 。通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和icp -燃烧分析测定的合金粉末成分如表1所示。粉末颗粒以球形为主，有少量卫星颗粒和其他不规则形态。

表1 合金粉末的组成。

2.2 增材制造加工
L-PBF由Alloyed Ltd.公司研制，采用雷尼绍AM400脉冲光纤激光系统，在氩气气氛下，波长为1075nm ，构建板尺寸为80 × 80 × 64mm3 。所采用的工艺参数为:激光功率200 W ，激光焦斑直径70μm ，粉末层厚度30μm ，脉冲曝光时间60μs 。采用“曲径”激光扫描路径图，扫描间距为70μm ，扫描速度为0.875m/s ，每增加一层参考路径框旋转67° 。为了获得高质量的表面光洁度，每一层后激光跟踪样品的边界，边界上的激光速度降低到0.5m/s 。每种合金粉末都按照这些参数进行加工。这些是在先前研究工艺条件对CM247LC裂纹影响的基础上选择的。