图2：初始β晶粒结构的变化 。 OM图像沿常规AM (a)和PLAAM (b)样本的构建方向 。 z和x分别是构建方向和横向方向 。 在(a)和(b)中观察到的初始-β颗粒的长度(c)和纵横比(d)的直方图 。 重叠的直方图以较深的颜色显示 。 为更仔细地观察初始β晶粒 ， 对样品进行了电子背散射衍射(EBSD)分析 ， 如图3所示 。 β相的逆极图(图3ac)表明 ， 与常规AM样品具有柱状初始-β晶粒结构的构建方向相比 ， PLAAM样品具有几乎等轴的初始-β晶粒结构 。 利用开源MATLAB工具箱MTEX重建了逆极图 。 还计算了两个样品的β相的轮廓极点图(图3bd) ， 以定量地显示均匀分布(MUD)值的倍数的纹理变化 。 PLAAM样品的最大MUD值为7.7 ， 不到常规AM样品的一半(16) 。 与AM样品中< 001 >方向的强晶体织构相比 ， PLAAM样品中观察到弱织构 。 这些结果证实 ， 与常规AM样品相比 ， PLAAM样品具有更细化的初始β晶粒的各向同性结构 。
图3：常规AM (a b)和PLAAM (c d)样品的EBSD分析 。 β相沿构建方向(a c)的逆极图 。 β相(b d)的等值极点图 。 z和(xy)分别为构建方向和横向平面 。
选择脉冲激光参数:(1)通过瞬时局部加热加速熔体池内的Marangoni效应流动;(2)产生激波;(3)介质击穿后在熔池中产生气穴 。 本文讨论了这些效应如何增强熔池中的等轴形核 。 增加组织过冷可以促进等轴形核 。 要增加组织过冷 ， 要么提高熔化温度 ， 要么减小热梯度 。 总之 ， 研究人员已经证明了使用复合AM技术(称为PLAAM)对Ti-6Al-4V部件进行晶粒细化 。 该技术利用高功率密度脉冲激光为等轴初始β晶粒的生长创造良好的环境 。 由于该技术是非接触式的 ， 它可以应用于任何现有的AM设备 ， 而无需调整任意刀具路径 。 微观结构评估表明 ， 与具有较大柱状初始β晶粒的常规AM样品相比 ， PLAAM样品具有更小且更等轴的初始β晶粒 。 使用PLAAM技术时 ， β相的MUD最大值从16降低到7.7 ， 表明结构减弱 ， 初始β晶粒细化 。 由于等轴初始-β晶粒结构以其各向同性和高拉伸性能而闻名 ， 该技术有望被广泛研究用于生产高质量的金属AM部件 。
【《Nature》子刊：脉冲激光辅助增材制造Ti-6Al-4V合金晶粒细化】文章来源：
https://www.nature.com/articles/s41598-022-26758-y
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