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长三角G60激光联盟导读
据悉 ， 本文通过3-D APT对合金元素在局部区域的微观偏析进行定量元素分析 ， 以纳米尺度对结果进行了合理化 。
摘要
激光表面工程已被用于模拟718合金的激光增材制造过程中的微观结构演变 ， 特别是当这些层被连续熔化和固化时 。 激光表面熔化的718合金样品熔合区中合金元素的微观偏析对局部沉淀行为有很大影响 。 快速熔化和凝固产生的枝晶结构显示出三个不同的区域——a）枝晶核心和b）枝晶外围 ， 以及c）枝晶间通道 。 富含Nb、Mo和C的枝晶间通道包含Laves相和碳化物的离散聚集体 ， 它们作为平衡δ相的优先成核位点 。 这些通道中的Nb富集也导致在随后的退火过程中γ”沉淀的高密度 。 使用SEM、现场特定TEM（衍射对比度和相位对比度）和原子探针层析成像（APT）在不同长度尺度上进行的显微检查揭示了成分不均匀合金718中沉淀过程的几个迄今未知的特征 ， 这些特征在激光增材制造生产的部件中总是会遇到 。 通过3-D APT对合金元素在局部区域的微观偏析进行定量元素分析 ， 以纳米尺度对结果进行了合理化 。
1 介绍
718合金以其良好的可锻性、可焊性以及高达650°C的蠕变和抗疲劳性能而闻名 ， 已就其沉淀行为、强化机制进行了广泛研究 ， 以及激光和电子束焊接和金属沉积过程中的微观结构发展 。 近年来 ， 718合金作为添加剂制造的候选高温合金材料 ， 引起了一些研究人员的特别关注 。 这主要是因为 ， 对于这种合金 ， 额外制造的部件表现出相同或甚至比常规加工的部件更好的抗拉强度和伸长率 。
718合金DA的时间-温度-变形时间表 。 标记物表示在指定的时间内直接老化的样品（以小时为单位） 。
合金718是一种多晶沉淀硬化镍基高温合金 ， 用作飞机发动机的高压涡轮盘 。 更经济的航空旅行在未来至关重要 ， 因为世界年航空交通量大约每二十年翻一番 ， 其中关键驱动因素是希望覆盖更长的距离并缩短旅行时间 。 因此 ， 在更高的工作温度和工作负载下提高飞机发动机效率需要具有更高高温耐久性的材料 。 然而 ， 在高机械使用应力下 ， 在当前工作温度～650°C下 ， 在当前约650°C的工作温度下 ， 开发新型合金和/或对现有合金进行先进的新型热机械加工目前面临的挑战是达到>100 ， 000小时的服务周期 。
718合金部件的常规制造路线包括铸造、锻造和适当的热处理 ， 以产生最佳晶粒尺寸和所需的金属间沉淀分布 。 关于这种常规加工的718合金中沉淀相演变的详细研究使用了（a）溶解状态或（b）锻造状态下的起始材料 。 基本上 ， 这两种情况下的起始结构都是化学均匀的 。 然而 ， 据报道 ， 初始锻造条件下（称为直接时效）的最佳时效材料的抗拉强度比初始固溶条件下高约10% 。 最近的研究表明 ， 直接老化材料中拉伸性能的提高是由于老化材料中γ“/γ’/γ”三联体的普遍存在 。
透射电镜〈100〉 BF 和〈100〉 g（200）γ“ DF 图像 ， 带有衍射图案插图 。 细而粗的γ和γ“沉淀物在衍射图案中提供超晶格反射 。
相比之下 ， 增材制造路线产生凝固微观结构 ， 基本上包含柱状晶粒 ， 其中含有枝晶/胞体和沉淀物分布 ， 这是由连续加热和冷却循环产生的 ， 加工材料的每个区域都经历了这些循环 。 控制这种微观结构发展的因素是（i）凝固过程中发生在细胞/枝晶内部和之间的合金元素的重新分布 ， （ii）这些区域中沉淀的稳定性、顺序和动力学 ， 以及（iii）不同成分的不同区域的凝固后热历史的影响 。
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