抗氧化|一种用于3D打印的新型铝成形高温合金（2） happytogether3|机械|3D打印|互联网

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【抗氧化|一种用于3D打印的新型铝成形高温合金（2）】

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江苏激光联盟导读：
本文研究了用于用于激光-粉末床熔合(L-PBF)工艺的新型高γ′级镍基高温合金。本文为第二部分。
3.结果
3．1. 耐加工引起的缺陷
关于可处理性，已经发现情况非常复杂，因此在第一个引言段落中，为了提高可读性首先提供了一个概述。以下两段提供了进一步的确证证据。
考虑图1 ，其中包含在XZ平面截面中包含的从印刷立方体获得的构建方向的光学显微照片。这些显微照片表明，新成分打印时没有任何缺陷迹象，至少在整体内，在放大100倍的情况下，在100 mm2的区域内没有检测到裂纹。另一方面，发现CM247LC合金因加工而含有裂纹状缺陷：测量的裂纹计数密度为～49条裂纹/mm2 ，裂纹长度密度为2.6 mm/mm2 。在CM247LC中测得的裂纹密度在热处理后没有显著增加(～51条裂纹/平方毫米）。
新合金和CM247LC之间的行为差异进一步证明了L-PBF工艺中裂纹的强烈成分依赖性，这与其他地方报道的观察结果一致。然而对于本文研究的所有成分——CM247LC和新型成分——所建结构的边缘含有与气体相关的孔隙，这些孔隙在激光/材料相互作用以及在这些位置进行的更高能量密度处理后仍然存在。这表明，这种气孔的形成与合金成分关系不大，而是与加工条件有关。在下文中，提供了进一步的证据以供佐证。

在(a) 3000w ，(b) 2000w和(c) 1000w焊接速度为100 mm/s时，建模和高速相机成像的小孔形成液固界面比较。其中t0为激光接触焊缝板的初始时间，即(a) t0 = 2.75 ms ，(b) t0 = 2.50 ms ，(c) t0 = 2.00 ms 。
在熔焊操作期间，固体/液体和液体/气体界面的形成至关重要，因为这些界面区域控制着熔化是作为表面源还是小孔发生。利用CFD模型预测了小孔的形成机理，并通过高速摄像机成像对这些模型进行了验证。在板上焊珠小孔熔焊过程中，应用的激光束热源产生了局部体积，具有引起材料熔化和汽化所需的高能量密度。随着熔池尺寸和深度的增加，熔池逐渐完全穿透接缝的厚度。当材料发生汽化时，汽化金属的反冲压力会对液态金属产生作用力。这会使熔融区域发生变形，从而形成充满蒸汽的锁孔。上图显示了恒定100 mm/s焊接速度下总激光功率的影响。固体（漫反射）和液体金属（镜面反射）之间的反射性质不同，因此当熔池区域靠近聚焦焊接板的边缘时，可以使用高速摄影方法捕捉近似的固体/液体界面。
对于CM247LC的裂纹样缺陷，光学显微镜在XZ的2D切片上证实了较强的方向性，裂纹在Z构建方向呈直线排列。 SEM进一步表征表明，裂纹的形成机制有三种:固态裂纹、凝固裂纹和液化裂纹。这些类型的裂缝的例子如图1所示。固态裂纹的存在是由其长度大于单个熔体池的尺寸所有力证明的——这里使用的脉冲激光系统导致了离散的熔体事件。这些熔池的半径被确定为70m 。在此基础上，得出了长度大于70m的裂纹至少部分在固态中扩展的结论。
凝固裂纹的出现是由残余的枝晶特征所支持的，这证实了液相存在时发生了分离。最后， m长度尺度的边缘光滑裂纹表现为液态膜[15