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传统工艺之殇与3D打印曙光

更新时间: 2024-12-18 10:33:59  查看次数: 48    
国外有个叫 Uzer 的人,他们用真空感应熔炼的办法做出了三元中熵合金 NiCoCr,发现这个合金是单相 FCC 固溶体结构。然后把它和四元、五元合金比较了一下,结果显示,构型熵高不一定就能让机械性能稳定提升,这也就说明了研究三元中熵合金是有潜在价值的。Sohn 这些人也用真空感应熔炼做了三元中熵合金 VCoNi,通过严重的晶格畸变效应,让屈服强度变好了。这说明严重的晶格畸变能把强度和塑性的关系优化得更好。国内的 Liu 等人用真空电弧熔炼做出了新型难熔高熵合金 NbCrMoTiAl0.5 和 NbCrMoVAl0.5。结果发现这两种高熵合金主要是简单的体心立方(BCC)结构。而且加了 Ti 元素后,合金的抗氧化性变强了;加了 V 元素,抗氧化性反而下降了。
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Yao 等人用真空电弧熔炼做出了 MoNbTaV 中熵合金,测了它的物相组成、维氏硬度、压缩性能,还和 CALPHAD 模拟的数据做了对比。结果发现实际的性能比理论计算的数据要好,还发现这个合金的熵值是算出来的构型熵值的三倍,这样就解释了为什么合金的实际固溶强化效应会增加。不过用真空熔炼法做出来的合金,常常会有各种毛病,像组织不均匀、有孔隙、有微裂纹、有缩孔、内应力聚集在一起、脆性大等等,这些问题把高熵合金的性能给限制住了,所以大家都在找新的加工工艺,这也成了研究的热门方向。
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2013 年的时候,Welk 他们觉得 3D 打印技术冷却速度快,能避免组元元素分开,还能让晶粒变小变细,就首次用激光近净成型(LENS)技术做出了 Al1.5CoCrCuFeNi 高熵合金。2015 年,Brif 等人用铺粉式打印里的激光选区熔化(SLM)技术做出了等摩尔的 FeCoCrNi 四元高熵合金,还把它的拉伸性能和传统制备方法做出来的拉伸性能比了比,结果是强度和韧性都比传统方法做出来的要高。