很少有证据表明AM-Inconel合金的微观结构属性 ， 包括Laves和δ相的存在 ， 以及HCF强度 。 由于晶体织构较弱 ， 晶粒尺寸、孔隙度、δ沉淀含量和晶界是可能决定疲劳强度的主要微观结构特征 。 一方面 ， AM材料呈现出更细的晶粒结构 ， 疲劳性能有望更好 。 然而 ， 孔隙度和δ沉淀物的大量含量可能会克服这种积极影响 。 在某些情况下 ， 疲劳失效是由于氧化物/碳化物夹杂引起的裂纹萌生 。 已知碳化物会在锻造和铸造合金中引发疲劳裂纹 。 它们的存在可能源于粉末本身 ， 而不是LB-PBF过程 。 这些类型的夹杂物很脆 ， 易于裂纹萌生 ， 类似于孔隙 。
在从第二层到最后一层的构建平面内观察的基质和致密区的TEM显微照片 。
8.4. 铝合金
在AlSi12和AlSi10Mg合金中观察到的一个有趣的现象是SR热处理的影响 ， 它增加了整体孔隙和缺陷尺寸 。 在热处理过程中 ， AM-AlSi12和AlSi10Mg合金中Si颗粒的粗化及其数量的减少取决于热处理温度 。
Todd等人报道了AB条件下 ， 构建方向对LB-PBF AlSi10Mg的HCF强度的影响可以忽略不计 ， 即X方向和Z方向构建的试样分别为48和52 MPa(加工和抛光导致HCF强度增加了50%) 。 Naor等人研究了机械抛光前后SR AlSi10Mg喷丸的效果:抛光试样的HCF强度约为110 MPa ， 略高于喷丸试样的HCF强度约为100 MPa 。 AB表面光洁度可使HCF强度达到75 MPa 。 通过喷丸和抛光(电化学和机械)处理的样品的HCF强度达到了约105 MPa 。 尽管喷丸处理后存在残余压应力(这应该会显著降低裂纹萌生的可能性) ， 但表面剩余的粗糙面仍然导致HCF强度的显著降低 。
SLM AlSi10Mg试样的微观结构 。 水平建造（a和b） ， 垂直于建造平面剖切；垂直建造（c和d） ， 与建造平面平行剖切 。
9 结语
AM的出现有望以前所未有的方式彻底改变金属零件制造 。 为了实现这一潜力 ， 使AM合金能够成功地应用于工业实践 ， 必须深入了解加工微观结构和机械性能 。 AM固有的其他特征 ， 如细观结构、孔隙度、残余应力 ， 以及它们之间复杂的相互作用 ， 使这一点变得非常复杂 。 虽然已经在AM的制造方面以及微观结构和拉伸性能的评估方面进行了大量的研究 ， 但对断裂韧性和疲劳性能的研究相对较少 。 由于这些性能对于确保AM零件的结构完整性（以及认证）至关重要 ， 因此 ， 更多关注AM合金的疲劳和断裂对于理解这些性能是如何由上述特征控制的至关重要 。
1 ， 虽然延展性是一个重要的特性 ， 通常决定合金在工程实践中的适用性 ， 但在AM合金中 ， 它可能不是一个非常重要的特性 。 这是因为净形状的部件是直接制造的 ， 不需要进一步的“二次机械加工” ， 否则 ， 合金的延展性将成为一个重要因素 。 由于断裂韧性（韧性在大多数传统制造的合金中作为代理的关键性能）可以通过细观结构设计来增强 ， 因此最好直接关注断裂韧性的评估 ， 以及如何以最佳方式进一步优化强韧性组合 。
2 ， 在某些情况下 ， 基于激光工艺的快速凝固条件诱导了亚稳和精细微观结构特征 ， 合金元素的固溶性增加 ， 而构建策略赋予了细观结构特征 。 前者可以增强强度 ， 后者可以增强韧性 。 AM为设计具有增强强度-韧性组合的合金提供的这些额外“自由度”尚未得到充分利用 。
3 ， 大多数金属AM的起始材料为粉末状 。 因此 ， 竣工零件中不可避免地存在孔隙 。 虽然后加工处理（如热等静压）可以显著减少（甚至消除）气孔和缺乏熔合缺陷 ， 但它们抵消了AM在一步生产最终零件的能力方面的独特优势 。 有鉴于此 ， 似乎对采用AM制造的部件采用“损伤容限设计”理念是确保结构完整性和可靠性的最佳方法 。 在这种方法中 ， 缺陷的存在被视为理所当然 ， 这使得微观和细观结构对近阈值疲劳裂纹扩展和裂纹闭合行为的作用变得重要 。 为此 ， 必须详细了解加工条件如何影响孔隙度 。 由于缺陷尺寸、形状和位置等方面在确定零件疲劳寿命方面起着关键作用 ， 因此需要对其进行详细描述 。
4 ， 如果使用环境富氢且具有腐蚀性 ， 则可能对AM合金的结构完整性产生重大影响 ， 因为亚稳相、细观结构、孔隙率和其固有的残余应力可能会降低性能 。 因此 ， 需要对使用AM生产的合金的应力腐蚀开裂和氢脆等方面进行研究 ， 这些方面迄今几乎没有受到任何关注 。
5 ， 虽然在模拟AM过程本身和微观结构发展方面仍在做出相当大的努力 ， 但基于力学的AM合金结构断裂/疲劳性能关系建模仍有待研究 。 通过这些努力获得的见解在裁剪加工条件以增强损伤容限方面特别有用 ， 例如微调细观结构以增强抗裂性 。
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