高熵合金(High entropy alloys,HEAs)是基于最大化混合构型熵的新型合金设计策略所开发出的一种合金体系[1-4]
高熵合金设计策略最吸引人的特点是它为开发具有独特性能的合金提供了广泛的成分空间[5]
然而,目前高熵合金的制备路线以传统的熔炼铸造和随后的热机械加工(冷轧和退火)为主[6-7]
而利用传统方法制备复杂几何形状的部件时存在效率低以及实际应用成本高等不足
选区激光熔融(Selective laser melting, SLM)制备工艺是增材制造技术中的一种粉末床熔融制备工艺
该工艺能够通过计算机辅助设计模型,自动制备具有精细微观结构和复杂形状的部件,而且能够通过灵活的逐层控制策略调控微观结构,获得具有优异综合力学性能的金属部件[8-13]
为了拓宽高熵合金的制备路径和优化内在微观结构,许多研究人员力求通过SLM工艺制备高性能的高熵合金
例如,ZHU等[14]通过SLM制备了具有多层级结构的FeCoCrNiMn高熵合金,并获得了良好的综合力学性能的
SONG等[15]发现增材制造的FeCoCrNi-N高熵合金中氮元素的引入能够诱导异质结构的形成,从而促进了强度和塑性的协同提升
另外,SLM逐层加工、粉末重熔和快速凝固的特点导致凝固前沿存在高的热能梯度[16]
同时SLM加工过程中的能量输入和散热方向受扫描策略的影响,例如激光扫描速度、偏转角度、功率、层厚等[8, 17-20]
因而SLM的制备工艺影响所制备金属部件的微观结构
ALMANGOUR等[18]通过改变SLM的扫描策略来调控TiC/316L不锈钢纳米复合材料的织构,研究表明,可以通过调控扫描策略来优化SLM加工过程中的微观结构和力学性能
CHENG等[17]利用有限元研究了激光束扫描路径对所构建部件力学行为的影响,结果表明,45°的扫描偏转角度制备的样品在X轴方向上的应力分量较低
另外,结合高熵合金多主元概念所带来的广阔的成分设计空间和SLM调控多层级微观结构的优势,能够为高性能金属材料的设计和制备开辟新道路
FeCoCrNiMn高熵合金是目前研究最为广泛的一种面心立方结构高熵合金,即使在极端低温下(77 K)也具有优异的力学性能,但室温下的屈服强度低[21-22]
间隙固溶强化机制的引入能够有效提升面心立方结构高熵合金的强度[15, 23-25]
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“激光扫描偏转角度对选区激光熔融制备FeCoCrNiMn-(N, Si)高熵合金微观结构和力学性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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