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bcc是什么意思(bcc体心立方结构)

江苏激光联盟指南:
本文介绍了激光束直接能量沉积(DED-LB)工艺作为一种建立梯度奥氏体和马氏体钢之间连接的方法 。在DED-LB加工过程中，通过改变两种粉末的比例制备了分级钢 。主要分为两部分 。第一部分(这一部分)介绍了理论，说明了方法和测试结果，而第二部分比较了DED-LB和电子束焊接工艺，并分析了结论 。
简介:
本文介绍了激光束直接能量沉积(DED-LB)工艺作为一种建立梯度奥氏体和马氏体钢之间连接的方法 。该结构是通过在DED-LB处理过程中改变两种粉末的比例而获得的 。利用各层的高稀释比成功获得了梯度样品 。在316L侧观察到长奥氏体晶粒，而在Fe–9cr–1mo侧观察到马氏体晶粒 。在过渡区，显微组织主要是马氏体 。
将初始制造和630℃回火热处理8小时后的特性与电子束焊接(EB)进行了比较 。热处理前，由于在施工过程中形成新的马氏体，DED-LB梯度区的硬度较高(约430 HV) 。回火使硬度降低到300 HV 。
EDS测量表明，DED-LB获得的316 L与Fe–9cr–1mo之间的化学梯度比电子束焊接获得的化学梯度平缓，DED-LB的微观结构与电子束焊接有很大不同 。DED-LB试样和焊缝的硬度值相近，均经回火热处理软化 。由于在DED-LB过渡区发现新生马氏体，焊后焊缝金属和Fe–9cr–1mo热影响区相对较硬 。
拉伸试验表明，DED-LB试样与电子束焊缝非常相似，316L母材在20℃和400℃均发生破坏 。在550℃时，Fe–9cr–1mo基材失效 。DED-LB试样具有与电子束焊缝相同的力学性能 。
1.介绍
奥氏体钢和马氏体钢之间的不同连接可用于许多应用中 。比如在核工业中，需要连接316 L和Fe–9cr–1mo钢零件，一般通过钨极惰性气体保护焊和Inconel合金填充金属来实现 。该工艺要求焊接前预热以避免冷裂，并要求焊后热处理以回火Fe–9cr–1mo侧的马氏体 。这些热处理可以确保所需的机械性能，尤其是良好的韧性 。

▲图1(a)730℃/2h回火的P9焊接金属的TEM显微照片 。(b)在760℃/6h回火的b)P9焊接金属的TEM显微照片 。(P91焊接金属在730℃/2h后的TEM显微照片；(P91焊接金属在760℃/6h后的TEM显微照片 。
Casalino等人证明了使用混合激光/TIG焊接代替TIG焊接的可行性 。Yano等人还证明了通过电子束焊接将铁素体/马氏体钢与316L奥氏体钢焊接的可能性 。
使用粉末冶金获得梯度材料是简化焊接工艺的另一种方法 。无论是用“传统的”粉末冶金制造，还是添加剂制造，都可以考虑在两种钢之间加连接套，将两种钢连接起来 。增材制造为具有复杂几何形状和特定功能的新零件提供了更多可能性，受到青睐 。这种连接的化学成分将从316 L逐渐变为Fe–9cr–1mo，从而允许在所有端部进行均匀焊接 。Sridharan等人发现热膨胀系数在梯度部分逐渐变化，减少了两者之间的失配 。Woo等人观察到，这种失配的减少使得连接器的残余应力减少 。Zuback等人还证明了通过连接体的化学梯度使碳的化学势逐渐而不是一步一步地变化，可以减缓碳从Fe–9cr–1mo向316 L的扩散，延长连接体的寿命 。

▲图2 (A)内部为316L，外部为Fe3Al的Fe3Al/ss316L梯度管 。(316L外，Fe3Al内的Fe3Al/SS梯度管 。
本文的研究主题是探索在建造过程中改变材料并最终混合两种合金的可能性 。该技术已被雷岩等人成功用于构建梯度组件和连接各种材料(图2) 。从奥氏体钢到铁素体/马氏体钢的梯度材料也是用激光束直接能量沉积法(DED-LB)制备的，Sridharan等人对其进行了表征 。这种材料由DED-LB制成，它具有层间的高稀释率，并提供平滑的梯度 。还研究了630℃8h马氏体回火热处理的效果 。
为了更好地比较，使用不同的电子束焊接来连接相同的两种材料 。该技术涉及高能量密度和窄的热影响区，这使变形最小化，从而使其有利于马氏体钢的焊接 。电子束焊接和DED-LB添加制造的冷却速率相似 。为了定量比较，对焊接和热处理试样在室温、400℃和550℃下的显微组织和力学性能进行了表征 。
2.材料和方法
使用316L和Fe–9cr–1mo预合金钢粉末获得梯度材料样品 。所用粉末的化学组成和粒度分布如表1所示 。样品是带有球形颗粒的气体雾化粉末 。
表1 316 l和Fe–9cr–1mo粉末的化学成分、供应商和粒度分布
使用具有两个粉末进料器的DED-LB工艺获得样品 。在进料过程中(图3)，粉末通过输送气体(此处为氩气)从粉末进料器输送到部件 。沉积层的成分可以通过控制每个粉末进料器的流速来控制 。在这项研究中，Fe–9cr–1mo在316L上直接从一种粉末转化为另一种粉末，而不是通过混合两种粉末 。表2中的316L参数经过优化，在运行中保持不变 。


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