{首页主词},&

腐蝕頂刊：發現鈍化膜可誘導織構金屬電化學活性各向同性！

2020-12-08 12:19:10 作者：材料科學與工程來源：材料科學與工程分享至：

實現大型復雜結構的一體化成形是飛機減重的重要思路。高沉積速率激光立體成形（high-deposition-rate laser solid forming, HDR-LSF）—電解加工（electro chemical machining）復合制造技術可實現金屬高性能大型復雜整體結構的高效率、低成本、輕量化制造，在航空發動機大型整體結構制造中應用前景廣闊。HDR-LSF凝固條件的顯著變化，會直接改變沉積態組織的織構特征，并通過影響電解加工過程中的電化學活性，影響加工精度。因此，亟待開展相關研究，明晰HDR-LSF組織的織構演化規律，闡明晶體學織構對鈍化金屬電化學活性的作用機理，為提升我國航空發動機制造水平奠定基礎。

近日，青島理工大學山東省增材制造工程技術研究中心郭鵬飛副教授，聯合西北工業大學林鑫教授團隊和南京航空航天大學曲寧松教授團隊，針對航空發動機用鎳基高溫合金典型牌號Inconel718合金（國內牌號為GH4169），開展HDR-LSF實驗，基于激光熔池形貌及溫度場數值模擬，揭示高沉積速率條件下沉積態組織織構的演化規律；觀察鈍化膜的原子尺度結構、成分特征，利用點缺陷模型（Point Defect Model）理論，闡明鈍化膜誘導沉積態試樣電化學活性各向同性的作用機理。相關論文以題為“Passive behavior of nickel-based superalloys prepared by high-deposition-rate laser solid forming additive manufacturing”發表于腐蝕領域頂刊Corrosion Science。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.109036

640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

本研究涉及的激光立體成形技術沉積速率高達1.2kg/h。EBSD結果顯示， HDR-LSF Inconel 718合金具有較弱的（001）纖維織構。根據CET模型理論，通過對激光立體成形過程中的溫度場進行數值模擬，發現與傳統的激光立體成形相比，HDR-LSF激光熔池的溫度梯度小了近一個數量級，這在一定程度上降低了激光熔池的外延生長效應。另外，HDR-LSF過程中，熔池熔合線的大曲率以及交錯掃描策略，使得熔池內部不同位置以及層與層之間的溫度梯度方向差異明顯，促進了柱狀枝晶的競爭生長，弱化了其織構強度。