抗氧化|一种用于3D打印的新型铝成形高温合金（2）( 二 ) happytogether3|机械|3D打印|互联网

的凝固。使用micro-XCT对打印的涡轮叶片进行表征，揭示了CM247LC裂纹的3D性质，有助于进一步阐明情况。对于任何等级的新合金， XCT均未检测到裂纹，但对于CM247LC XCT检测到其叶片轮廓顶部1 mm的整个裂纹，如图2所示。对CM247LC叶片的子体积分析，揭示了裂纹的三维形状;当在XY平面上观察时，它们看起来像骨架，而当在XZ或YZ平面上观察时，它们看起来像板。这支持了光学显微镜的观察结果，因为裂纹发生在大角度晶界(HAGB) ，而AM产生的微观组织是高度织构的，晶粒在构建方向(z轴)被拉长。
现在我们来看看与气体有关的孔隙度。定量的XCT数据显示，新合金和CM247LC中都出现了相同程度的孔隙。合金2的气孔总数、平均、中位数和最大气孔体积分别为1561、3690μm3、1090μm3和15590μm3 CM247LC的气孔体积分别为1860、4350、885和18920μm3 。孔隙度主要发生在样品的边缘，因此在三维可视化时，它提供了叶片轮廓的轮廓。
在所有这些情况下，孔隙度都在后缘和前缘加剧。加工条件对孔隙率的影响已被广泛报道，尤其是能量密度的增加会引起室盖气体的锁孔和夹带。在样品边缘使用的降低的扫描速度-选择提高样品表面光洁度-可能是孔隙率观察的贡献。此外，由于束流频繁拐弯，尾缘薄截面产生了更大的气体孔隙度，平均能量密度进一步增大。叶片缺陷的空间依赖性证实了几何变化，（即使在一个小的叶片中）对缺陷的局部形成有深刻的影响。因此，改变几何形状的影响表明，在广泛的传热条件下可加工的宽恕成分需要考虑实际工程部件中的几何效应。
３．２．对热处理和显微组织的影响
印刷后的镍基高温合金组织为胞状枝晶，二次枝晶臂小或没有。在扫描电镜(SEM)检测到的长度尺度上，新合金和CM247LC尽管具有基本的平衡γ′体积分数，但打印为γ 。虽然nm长度的γ′-扫描电镜观察不到-可能在随后的道次加热中析出，这些发现强调热处理是需要的，以发展理想的机械性能。
图3中的SEM显微图显示了合金2在高温处理1-3后的显微组织，以及本研究中考虑的四种成分在高温处理3后的显微组织。合金2的γ′分布随HT 1呈单峰分布，随HT 3呈双峰分布。在HT - 3后， CM247LC的初生γ′比新组分大。
在所有合金中均观察到一次γ′和二次γ′ ，合金1和合金3在高温后的APT分析表明存在第三次γ′ 。 APT证实了Ta、Nb、Al和Ni向γ′的偏析。相反， Co、Cr和Mo则析出γ 。 w没有明显的分配。关键是，合金3的γ′中Nb和Ta的浓度约为4%和2.5% ，是合金1的两倍。这一微观变化的宏观影响将进一步阐述。
在应变速率为10?3 s?1的拉伸试验中，与超溶态HT 1相比，合金2在亚溶态HT 2 -后表现出更大的高温延展性和类似的流动应力。当合金2在超溶状态下热处理时，材料表现出脆性，在700°C - 1000°C之间测试时，塑性仅可容纳~ 1% ，见图4 。 HT 1之后脆化的根本原因将在第4节中讨论。但在这里，我们可以充分注意到，在800℃下， ht3处理的合金2的流动应力比ht2大30MPa 。考虑到这一点，以及减少20小时的加工时间，我们使用HT 3来加工合金，以便在接下来的所有工作中比较它们的性能。
3.3 热处理3 (HT 3)后合金性能的研究
3.3.1 流动特性
图5包含数据显示流动应力和塑性随温度变化的4个成分在高温3之后。与APT观察到的富Nb和富ta γ′相一致，合金3在900℃时表现出最大的流动应力。在三种新型合金中，流动应力随(Nb+Ta)/Al比值的增大而增大。这是由于Nb和Ta增加了平面断层(如反相边界(APB)和内外叠加断层)的能量，从而抑制了γ′剪切作用。 Nb和Ta含量降低的合金1和2 -在测试温度范围内显示出相应的强度降低。在700℃- 1100℃温度范围内，合金3的强度增加，塑性降低。在1000℃时， 4个成分都有延性倾向，在800℃以下，合金3和CM247LC也有延性倾向。在1000℃和1100℃的较高温度下， CM247LC表现出更大的流动应力，约为50MPa 。这些发现是基于10 - 2秒- 1的快速应变速率测试得出的，没有考虑到任何氧化辅助开裂的影响。进一步的研究合金性能考虑氧化辅助开裂的影响进行了讨论部分。