新加坡制造技術研究所：激光輔助增材制造高強度高塑性鋼！(2)
時間：2021-08-21 21:50 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
圖 7. 420SS 樣品在不同條件下的明場 TEM 圖像 (a)-(c) 成品，(d)HT427，以及 (e) 和 (f) 雙相-HT。
圖 8. HT427 樣品中納米孿晶的微觀結構觀察。(a) BF-TEM 形貌，(b) 納米孿晶的特寫視圖，(c) 對應于 (b) 中區域的納米孿晶的 SADP，以及 (d) 納米孿晶的EDS 映射分析。
圖 9. 成品樣品的 TEM 顯微結構觀察。(a) BF-TEM 圖像以及所選區域的 EDS
圖和 SADP，(b) 顆粒的形態，(c) 對顆粒微觀結構的特寫觀察，所選放大圖像顯示結晶-非晶復合材料 結構，以及 (d)
粒子周圍畸變的形態，FFT 圖像顯示位錯（用“T”標記）。
圖 10. HT427 樣品的 TEM顯微結構觀察。(a) BF-TEM 圖像，(b) (a) 顯示粒子的選定區域的放大圖像，(c) 粒子-基質界面的特寫視圖，以及(d) 相應的 EDS 映射分析 (a) 的區域。
圖 11. LAM 處理的 AISI420SS 在不同條件下的拉伸性能。(a) 工程應力-應變曲線，和 (b) 真實應力-應變和加工硬化率曲線。
圖 12. 420SS 成品后的微觀力學性能。(a) 微柱位置的相位分布圖和 OM 圖像，(b) 柱的壓縮應力-應變曲線，以及(c) 柱 I 和 (d) 柱 II 壓縮測試前后的 SEM 形貌。
圖 13. LAAM 加工的420SS 在這項工作中獲得的拉伸性能與 (a) AM 加工的高強度鋼 (HSS) 和 (b) 常規生產的HSS 的拉伸性能相比。
圖 14. 420SS LAAM 的固有回火行為研究。(a) 用兩個熱電偶在不同位置獲得的實驗時間-溫度曲線，如圖 1d 所示，以及 (b) 成品和后回火（204°C 2 h）樣品的拉伸性能。
圖 15. (a) XRD 譜顯示了420SS 樣品在拉伸試驗前后的 BCC 馬氏體 (α) 和 FCC 奧氏體 (γ)；(b) IPF和 (c) 接近斷裂位置的成品樣品的相位分布圖。
綜上所述，采用LAAM成功加工了具有良好強度-塑性組合的AISI 420 HHS。對LAAMed420SS的工藝參數進行了優化，并采用不同的高溫溫度對其力學性能進行了調整。主要結論包括:
1.綜合考慮沉積材料的缺陷、硬度和脆性，確定最佳工藝參數為P = 890, v = 20 mm/s, h = 0.65 mm。
2.對LAAM處理后的樣品進行了多尺度微觀結構表征。由于冷卻速率高(高達9 × 103
K/s)，樣品呈現亞微米晶粒(0.57 ~ 0.64 μm)和高密度位錯(高達1.78 ×
1015)。實時溫度監測表明，在LAAM過程中，420SS進行了本質回火，有利于在成品樣品中形成高分數的金屬碳化物(M23C6和M7C3)。高溫加熱后FCC相含量降低，金屬碳化物和NTs含量增加。
3.通過拉伸試驗評估高溫高溫對力學性能的影響，并通過微柱壓縮試驗測量局部性能。富FCC區域的延性較好，但強度低于BCC區域。HT427試樣的真強度約為1.81 GPa，真應變約為21%，與AM和傳統方法加工的各種高強度鋼相比，實現了優秀的強度-塑性組合。HTed 420SS的強化行為主要表現為晶界和孿晶界強化、析出強化和位錯強化。在拉伸試驗中，高的塑性是由于TWIP和TRIP效應以及高的WHR。
這項工作強調了在AM期間利用AM的獨特熱歷史通過IHT開發高性能金屬的潛在方法，從而進一步促進AM定制新材料。
(責任編輯：admin)
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