圖形摘要，從工藝窗口、微觀結(jié)構(gòu)特征、機(jī)械性能及其相互關(guān)系（內(nèi)圈）等方面全面回顧了激光增材制造（LAM）工藝和關(guān)鍵航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料的最新發(fā)展?fàn)顩r。在此基礎(chǔ)上，還強(qiáng)調(diào)了航空航天部件的研究機(jī)會(huì)、材料開(kāi)發(fā)和新研發(fā)方法的前景（外圈）。
3.4. 機(jī)械性能
3.4.1. 硬度和拉伸性能
將審查的LAM加工材料的機(jī)械性能與傳統(tǒng)制造方法中達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較和評(píng)估。補(bǔ)充表S1總結(jié)了LAM生產(chǎn)的各種AHS以及鍛鋼的機(jī)械性能。片狀零件的YS、UTS和硬度大多高于傳統(tǒng)鍛造零件的YS、UTS和硬度，這可歸因于高冷卻速率和晶粒細(xì)化。然而，與薄板零件相關(guān)的低El可歸因于冶金孔隙度和殘余應(yīng)力。
補(bǔ)充表1 LAM生產(chǎn)的AHSS的機(jī)械性能總結(jié)。
如前所述，后HTs能夠調(diào)整LAM生產(chǎn)零件的機(jī)械性能，例如C300 MS，這是LAM最流行的AHS之一。Tan等人根據(jù)DSC分析確定了LPBFed C300 MS的兩種HT程序（即AT和SAT），并對(duì)其機(jī)械性能進(jìn)行了表征（結(jié)果見(jiàn)補(bǔ)充表S1）。竣工試樣的硬度和拉伸性能與標(biāo)準(zhǔn)鍛造零件相當(dāng)。AT后獲得的UTS為2014 MPa，但El（僅3.3%）低于標(biāo)準(zhǔn)。然而，所有拉伸性能均符合SAT樣品的標(biāo)準(zhǔn)要求，El達(dá)到5.6%。因此，SAT是最佳HT工藝。
Mooney等人系統(tǒng)地研究了AT路線(xiàn)對(duì)LPBFed C300 MS中生成UTS和El的影響。圖12中繪制了不同HT溫度和持續(xù)時(shí)間與C300 MS樣品強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的關(guān)系。值得注意的是，在460–525°C溫度下，可顯著增加強(qiáng)度，但El顯著降低。雖然提高AT溫度會(huì)增加El，但UTS不可避免地會(huì)降低。有趣的是，525°C×8 h的AT處理可以平衡強(qiáng)度和延展性，其中YS達(dá)到1700MPa，El達(dá)到10 %. 此外，LPBFed C300 MS在600°C下僅10分鐘的高溫將UTS從1188顯著增加至1659 MPa（但El僅為1.6%）。
圖12 不同熱處理對(duì)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響
圖13總結(jié)了LAM處理C300 MS的機(jī)械性能，與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較。值得注意的是，大多數(shù)竣工樣品中的UTS略高于標(biāo)準(zhǔn)鍛造零件中的峰值，且伸長(zhǎng)率在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。熱處理后，LAMed C300 MS的強(qiáng)度可以顯著提高（高達(dá)2.2 GPa），這比時(shí)效處理的鍛造零件的強(qiáng)度更強(qiáng)。不幸的是，伸長(zhǎng)率急劇下降，在滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求范圍（5–7%）方面面臨挑戰(zhàn)。
圖13 與標(biāo)準(zhǔn)性能相比，經(jīng)LAM處理的C300馬氏體時(shí)效鋼的機(jī)械性能總結(jié)。1600 MPa以上的散射點(diǎn)是在高溫條件下測(cè)量的。
圖14中繪制了LAM處理AHSS（不包括C300 MS）的UTS和El之間的關(guān)系，其中所有樣品的UTS高于或接近1 GPa?？⒐SLA鋼（如24CrNiMo）和PH鋼（如15-5、17-4和CX）具有高強(qiáng)度（高達(dá)1.2 GPa）和良好的延展性（El高達(dá)20%）。相比之下，竣工SHS的UTS較高（約1.4–1.7 GPa），但El低于上述HSLA和PH鋼。這種強(qiáng)度和延展性組合在HT后也存在，其中SHS的強(qiáng)度可達(dá)到約2.1 GPa，遠(yuǎn)高于PH鋼（低于1.6 GPa），但El通常會(huì)降低。
圖14 極限抗拉強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率（不包括C300 MS）
圖14和圖13揭示了大多數(shù)AHSS在強(qiáng)度-延性權(quán)衡方面的困境。例如，在LPBF處理的PH鋼中，UTS從1229-1255 MPa增加到1381-1478 MPa，但在高溫處理后，El從16.2%的最大值降低到2.9%的最小值[84111]。CX SS還顯示UTS增加（從約1到1.1 GPa到1.5-1.6 GPa），同時(shí)延展性降低（從16.3%到7.3-9.3%）。然而，高溫超導(dǎo)后，LPBF處理的AISI 4340、H11和300 M顯示出UTS與El的良好組合。
此外，根據(jù)Tan等人的報(bào)告，經(jīng)高溫處理的AISI 420的強(qiáng)度和延伸率均增加，其中YS和El分別從767增加到1186 MPa和18%增加到22.9%，表明超高強(qiáng)度（UTS 1.57 GPa）具有出人意料的高延展性。AISI 420 SS中優(yōu)異的強(qiáng)度-塑性組合歸因于激光加工過(guò)程中固有的回火效應(yīng)，這促進(jìn)了高比例金屬碳化物的形成，從而在竣工條件下獲得比傳統(tǒng)制造方法更好的機(jī)械性能，并促進(jìn)后續(xù)熱處理以獲得優(yōu)異的機(jī)械性能。
表4總結(jié)了文獻(xiàn)中LAM生產(chǎn)的AHSS獲得的最佳性能以及標(biāo)準(zhǔn)或鍛造零件的相應(yīng)性能。幾乎所有LAM加工的AHSS都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)或與傳統(tǒng)鍛造零件相當(dāng)。強(qiáng)度和延伸率的乘積（PSE）表明了AHSS在許多潛在工程應(yīng)用中強(qiáng)度和延展性的平衡。如圖15所示，與其他AHS相比，竣工的24CrNiMo、AISI 4130、AISI 4340和AISI 4140具有較高的YS（>1.2 GPa）和PSE（>20 GPa%）。高溫處理后，LAMed 17-4PH、H13、300 M和C300 MS中的PSE和YS都可以增加。HT后，LAMed AISI 420的PSE從約13 GPa%大幅增加至35.66 GPa%，遠(yuǎn)高于其他AHSS。HTed 15-5PH還表現(xiàn)出PSE和YS的良好平衡。值得注意的是，300米和C300米都具有較高的YS(1700 MPa）和約18-20 GPa%的卓越PSE。
表4 與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)或鍛造零件相比，LAM生產(chǎn)的AHSS可實(shí)現(xiàn)的最佳性能。
圖15 LAM加工AHSS的抗拉強(qiáng)度（UTS）和伸長(zhǎng)率（El）與屈服強(qiáng)度的乘積。
3.4.2. 力學(xué)性能各向異性
零件的成型方向（Z軸）與基板之間的角度通常定義為成型角度。在LAM中逐層沉積可導(dǎo)致沿不同構(gòu)建方向的微結(jié)構(gòu)的不同形態(tài)/尺寸和取向，這有助于機(jī)械各向異性。如表5所示，與As LPBFed H11鋼[56]和H13鋼[90]中沿垂直方向（0°）測(cè)試的試樣相比，沿與構(gòu)建方向平行方向（90°）提取和測(cè)試的試樣表現(xiàn)出更好的機(jī)械性能，特別是UTS和El。相反，在LAM處理的CS 300 MS[37]、4140 SS[53]和17-4PH[106]以及A131鋼[121]中，平行于構(gòu)建方向的樣品顯示出低于水平方向的性能。
表5 建造方向?qū)PBF生產(chǎn)的AHSS機(jī)械性能的影響。
由于不同的熱歷史，沿垂直方向提取的樣品顯示出不同的性質(zhì)，因?yàn)樗鼈兛赡茉诤罄m(xù)層沉積期間經(jīng)歷了短暫的回火或退火，這預(yù)計(jì)會(huì)影響凝固微觀結(jié)構(gòu)和相分?jǐn)?shù)。例如，在17-4PH的LBPF期間，與垂直樣品（3 vol%）相比，水平構(gòu)建樣品（7 vol%）中形成了更多的殘余奧氏體，這是因?yàn)樗綐悠返拿繉映练e面積更大，從而導(dǎo)致更長(zhǎng)的時(shí)間間隔(相對(duì)于垂直層，熔化層之間為160 s）(55 s）。
這使得更多的熱能從熔池消散到周?chē)h(huán)境，從而在激光加工過(guò)程中使水平樣品具有更高的溫度梯度和更高的冷卻速率。同時(shí)，經(jīng)LPBF處理的時(shí)效硬化C300 MS樣品中的γ含量也受構(gòu)建方向的影響，在水平和垂直構(gòu)建的樣品中測(cè)量的γ含量分別為6.4±0.7 vol%和9.6±1.3 vol%。
3.4.3. 加強(qiáng)機(jī)制
AHSS中的強(qiáng)化行為主要?dú)w因于以下機(jī)制：
(一)晶界強(qiáng)化
晶粒尺寸對(duì)金屬?gòu)?qiáng)度有很大影響，因?yàn)榫Ы鐣?huì)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。具體而言，不同取向的相鄰晶粒導(dǎo)致晶界處的高晶格無(wú)序特性，從而阻止位錯(cuò)在連續(xù)滑移面內(nèi)移動(dòng)。晶界強(qiáng)化遵循Hall-Petch機(jī)制，其中增加的屈服強(qiáng)度（Δσy）可通過(guò)以下公式計(jì)算：
d是平均晶粒尺寸，k是不同材料的強(qiáng)化系數(shù)。通常，不同激光加工條件和高溫超導(dǎo)條件下的晶粒尺寸不會(huì)顯著影響硬度/強(qiáng)度。例如，當(dāng)P在300 M的LAM中從300 W到1900 W變化時(shí)，晶粒尺寸在2.2到6.5μM之間，合成硬度在340到382 HV之間。硬度值的差異可以減小到將P范圍降低至300–800W時(shí)為23 HV。通過(guò)對(duì)大范圍激光功率的參數(shù)研究，對(duì)硬度變化的影響幾乎可以忽略不計(jì)，表明激光功率P對(duì)高密度零件的晶粒尺寸和最終機(jī)械性能的影響有限。晶粒細(xì)化引起的Δσy接近標(biāo)準(zhǔn)偏差大小，在LAM處理的304 L鋼中，預(yù)計(jì)僅為7–8 MPa。
(ii) 通過(guò)奧羅萬(wàn)弓形強(qiáng)化降水
根據(jù)沉淀的臨界尺寸，通過(guò)沉淀硬化的強(qiáng)度增量可以使用Orowan（環(huán)）或顆粒切割（剪切）機(jī)制來(lái)描述。當(dāng)沉淀尺寸大于臨界半徑Rc（通常約10 nm）時(shí)，強(qiáng)化機(jī)制遵循Orowan彎曲/旁路機(jī)制：
其中Δσo是增加的YS，G是基體的剪切模量，b是Burgers矢量，d和λ分別是沉淀之間的直徑和空隙。v是矩陣的泊松比，K與v有關(guān)。這種Orowan機(jī)制解釋了ATs后LPBF處理C300 MS和CX SS中的強(qiáng)化行為。在LPBF處理的C300 MS中，如Tan等人所報(bào)告，馬氏體基體的YS與溶液處理試樣的YS相似（即962 MPa），分散分布的針狀納米沉淀（簡(jiǎn)化的等效體積為直徑d=14 nm的球體）的平均λ為25nm增強(qiáng)了基體。取G=71 GPa，v=0.3，b=0.249 nm，從理論上計(jì)算了時(shí)效硬化試樣中的Δσo=1180 MPa，這與測(cè)量的YS增量（1005 MPa）相當(dāng)吻合。
(iii)顆粒切割沉淀強(qiáng)化
尺寸小于Rc的沉淀不足以抵抗位錯(cuò)移動(dòng)。在這種情況下，YS增量來(lái)自切割機(jī)制，包括三個(gè)因素：相干強(qiáng)化（Δσc）、有序強(qiáng)化（Δσod）和模量失配強(qiáng)化（Δσm）。
首先，當(dāng)顆粒和基體之間的界面是相干的時(shí)，會(huì)發(fā)生相干強(qiáng)化（Δσc），這是由界面失配應(yīng)變引起的，如下所述：
公式中，am是基體的晶格參數(shù)，ε是晶格失配參數(shù)，M是泰勒因子（對(duì)于處于拉伸狀態(tài)的bcc金屬，M=2.9），r、f、ap、GP和VP分別是沉淀的平均半徑、體積分?jǐn)?shù)、晶格參數(shù)、剪切模量和泊松比。Tan等人[37]發(fā)現(xiàn)，相干強(qiáng)化也有助于高溫處理后LPBF處理的C300 MS中的強(qiáng)化，其中認(rèn)為小晶粒尺寸（約0.31μm）、高含量HAGBs（52.5%）以及高位錯(cuò)密度促進(jìn)了相干沉淀的形核[131132]。然而，彈性相干應(yīng)變的強(qiáng)化是有限的。
這是因?yàn)椋瑢?duì)于小顆粒，相干應(yīng)變硬化隨著顆粒尺寸的增大而增大，而對(duì)于較大顆粒，相干應(yīng)變硬化隨著顆粒尺寸的增大而減小。當(dāng)粒徑達(dá)到15 nm時(shí)，強(qiáng)度增量小于100 MPa。相反，在LPBF處理的17–4 PH鋼中觀察到球形fcc Cu沉淀與bcc馬氏體（α-Fe）不一致。
第二，當(dāng)位錯(cuò)穿過(guò)有序析出物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生具有特定能量的反相界面（APB），導(dǎo)致有序強(qiáng)化效應(yīng)。有序強(qiáng)化（Δσod）可以描述為：
第三，當(dāng)位錯(cuò)從基體移動(dòng)到顆粒時(shí)，位錯(cuò)能量發(fā)生變化，不同的剪切模量會(huì)導(dǎo)致模量失配強(qiáng)化效應(yīng)。模量（Δσm）表示為：
其中ΔG是沉淀和基體之間的剪切模量失配（即G-Gp），m=0.85是一個(gè)常數(shù)，其他參數(shù)與上述定義相同。Hadadzadeh等人報(bào)告，高溫處理后LPBFed CX鋼中的β-NiAl沉淀約為7.6 nm；因此，析出物主要通過(guò)顆粒剪切作用對(duì)約600 MPa的強(qiáng)化作出貢獻(xiàn)，即：
(iv) 位錯(cuò)強(qiáng)化
由于析出物和基體之間的熱膨脹系數(shù)（CTE）不同，在析出物周?chē)a(chǎn)生了局部應(yīng)力，導(dǎo)致位錯(cuò)區(qū)域更加集中。位錯(cuò)密度（ρ）可以表示為
其中Δα為基體與沉淀的CTE差值，ΔT為材料加工與測(cè)試的溫差。位錯(cuò)強(qiáng)化Δσd可以通過(guò)Bailey-Hirsch關(guān)系預(yù)測(cè):
其中ξ為常數(shù)，其他參數(shù)與上述定義相同。
發(fā)現(xiàn)位錯(cuò)強(qiáng)化對(duì)LDEDD 304 L的屈服強(qiáng)度（438–553 MPa）有很大的貢獻(xiàn)（166–191 MPa）。Rafi等人還報(bào)告了LPBFed 17-4PH中的位錯(cuò)強(qiáng)化，因?yàn)樵贖T過(guò)程中納米夾雜物周?chē)a(chǎn)生了局部應(yīng)力，導(dǎo)致納米夾雜物之間CTE的顯著差異（0.55×10）形成高密度位錯(cuò)6/°C）和基體（16×106/°C）。
(v)其他加強(qiáng)機(jī)制
Sub-boundary硬化。金屬AM工藝的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)生的分層組織，其中不同長(zhǎng)度尺度的微觀結(jié)構(gòu)特征有助于材料強(qiáng)度。LPBFed CX鋼AT后的顯微組織由微米和亞微米特征組成，包括馬氏體板條、預(yù)先存在的位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)和納米級(jí)β-NiAl析出相。這種微米到納米特征的等級(jí)成分可以通過(guò)亞邊界硬化(Δσsb)提高LPBFed CX鋼的屈服強(qiáng)度，與馬氏體板條相關(guān)的Δσsb表示為:
Lsb為板條馬氏體的寬度，Δσsb估計(jì)為247 MPa，占CX總YS(1527 MPa)的16%。
成分強(qiáng)化。成分效應(yīng)包括固溶體強(qiáng)化和成分微觀偏析，據(jù)報(bào)道，這有助于強(qiáng)化經(jīng)LDED處理的304 L鋼。
3.4.4. 疲勞性能
超過(guò)80–90%的大多數(shù)工程部件因疲勞循環(huán)載荷而失效；因此，AHSS材料的疲勞性能可能是一個(gè)更為關(guān)鍵的性能指標(biāo)，因?yàn)樗M了實(shí)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中的動(dòng)態(tài)工作條件。通常，必須將LAM加工零件的疲勞性能與傳統(tǒng)加工方法進(jìn)行比較。表6總結(jié)了LAM處理AHSS的疲勞性能，包括107次循環(huán)時(shí)的疲勞極限（σL）。
表6 總結(jié)了LAM加工AHSS的疲勞性能。
圖16a和b繪制了LAM加工AHSS與鍛造零件的代表性S-N曲線(xiàn)，其中LAM加工C300 MS、15-5PH和17-4PH的疲勞循環(huán)明顯低于相關(guān)鍛造零件的疲勞循環(huán)。因此，提高疲勞性能的策略對(duì)于擴(kuò)展AHSS在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用至關(guān)重要。然而，Suryawanshi等人聲稱(chēng)，在AT后LPBFed C300 MS的斷裂韌性和疲勞裂紋擴(kuò)展速率與鍛造零件相當(dāng)。Molaei等人報(bào)告，熱等靜壓后17–4 PH處理的LPBF的疲勞性能與鍛造零件非常接近。一般來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行更嚴(yán)格的研究，以生成數(shù)據(jù)庫(kù)，并為L(zhǎng)AMed AHSS零件的預(yù)期疲勞壽命制定指南。
圖16 (a)應(yīng)力比R =1下的S-N曲線(xiàn)。(b)不同構(gòu)建方向和處理(拉力，R =1)下17-4 PH的S-N曲線(xiàn)。(c)缺陷和組織對(duì)疲勞各向異性的潛在影響機(jī)制
總的來(lái)說(shuō)，除了激光工藝參數(shù)導(dǎo)向的結(jié)果（缺陷、晶粒尺寸和紋理）外，疲勞性能還可能受到表面條件、成型方向和樣品后處理的影響。
關(guān)于表面條件，Spierings等人報(bào)告了LPBF處理的高延展性316 L在三種不同表面條件（即拋光、機(jī)加工和裝配）下的拉伸疲勞性能存在微小差異?？赡艿脑蚴?，在外加應(yīng)力范圍內(nèi)，表面熔化的球形粉末顆粒不會(huì)導(dǎo)致明顯的應(yīng)力集中和表面疲勞裂紋的萌生。然而，表面條件導(dǎo)致LAM加工AHSS的疲勞性能存在明顯差異。
LAM加工的17–4 PH機(jī)加工樣品顯示出492 MPa的疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)高于在竣工表面條件下測(cè)試的樣品（219 MPa）。Nezhadfar等人的LPBFed 17-4PH也支持這一發(fā)現(xiàn)，其中機(jī)加工試樣400 MPa的跳動(dòng)疲勞強(qiáng)度在107次反轉(zhuǎn)后高于竣工試樣（僅300 MPa）。因此，通過(guò)機(jī)械加工去除表面層并降低表面粗糙度，可以顯著提高疲勞強(qiáng)度。
應(yīng)力消除、固溶退火和熱等靜壓（HIP）等后熱處理程序可分別通過(guò)消除殘余應(yīng)力、改變微觀結(jié)構(gòu)和減小氣孔尺寸和形狀來(lái)改善LAM零件的疲勞性能。秋田等人對(duì)LPBFed和LPBF HTed（1050°C，4小時(shí)，水淬）17–4 PH試樣進(jìn)行了四點(diǎn)旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，107次循環(huán)后，相應(yīng)的σL分別為350 MPa和400 MPa。HT后疲勞極限的增加歸因于硬度（從275 HV到340 HV）和強(qiáng)度的提高，因?yàn)棣襆在100–400 HV范圍內(nèi)隨維氏硬度（H）的增加而線(xiàn)性增加，遵循σL=1.6×H的關(guān)系。Nezhadfar等人還證明，HT可以顯著提高低周和高周疲勞狀態(tài)下LPBFed C300 MS試樣的疲勞強(qiáng)度。
然而，高溫超導(dǎo)對(duì)高周疲勞有不同的影響（HCF，5×104<N≤ 107）和低周疲勞（LCF）強(qiáng)度。這是因?yàn)锳M組件的HCF強(qiáng)度較少依賴(lài)于其抗拉強(qiáng)度和硬度，且對(duì)雜質(zhì)、缺陷和微觀結(jié)構(gòu)特征（如沉淀）更敏感；而LCF強(qiáng)度更依賴(lài)于抗拉強(qiáng)度和其他單調(diào)特性。正如Yadollahi等人所報(bào)告的，HT（即溶液退火后的峰值時(shí)效）有利于LCF，但不利于LPBFed 17–4 PH SS的HCF強(qiáng)度，這是由于HT期間的沉淀強(qiáng)化所致。此外，HCF和LCF都會(huì)受到殘余應(yīng)力的影響。
具有柱狀和球狀微觀結(jié)構(gòu)的Ti-Si-N薄膜的場(chǎng)發(fā)射SEM圖像。a） 膜的最大硬度為H≈48 GPa，5.8 at.%Si，柱狀微結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于從晶相到非晶相的轉(zhuǎn)變；b）11.2 at.%Si的薄膜，球狀微結(jié)構(gòu)和非晶結(jié)構(gòu)。
應(yīng)力消除熱處理顯著提高了LPBF處理H13鋼的HCF和LCF強(qiáng)度。熱等靜壓處理還可能通過(guò)減小缺陷尺寸影響許多LAM加工材料的疲勞性能。然而，根據(jù)材料和載荷，低于臨界尺寸限制（范圍為10至100μm）的缺陷不會(huì)顯著影響疲勞行為。這與Molaei等人報(bào)告的結(jié)果一致，盡管缺陷尺寸從70-80μm減小到10-20μm，但在扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)期間，LPBF處理的非HIPed和HIPed 17-4 PH試樣的疲勞行為沒(méi)有顯著差異。
此外，微觀結(jié)構(gòu)織構(gòu)也可能影響疲勞性能。一些研究人員對(duì)LPBFed C300 MS進(jìn)行了相關(guān)研究。Suryawanshi等人對(duì)沿0°和90°方向構(gòu)建的試樣進(jìn)行了疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。結(jié)果表明，沿兩個(gè)方向加載的試樣的應(yīng)力強(qiáng)度因子和疲勞裂紋擴(kuò)展速率幾乎相同。類(lèi)似地，Croccolo等人對(duì)具有三個(gè)不同構(gòu)建方向的樣品進(jìn)行了彎曲疲勞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)沿著0°、45°和90°的樣品在107次循環(huán)時(shí)的疲勞極限分別為595、589和605 MPa，表明構(gòu)建方向?qū)PBFed C300 MS的疲勞性能沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響。
相反，如圖16b所示，Yadollahi等人報(bào)告了建造方向（垂直和水平）對(duì)疲勞性能的明顯影響，水平建造樣品的疲勞強(qiáng)度較高，盡管垂直樣品的孔隙率（0.55%）低于水平（0.75%）樣品。潛在原因如圖16c所示。對(duì)于垂直試樣，弱界面層垂直于拉伸載荷方向，為孔洞生長(zhǎng)和聚結(jié)提供了更多潛在的位置和路徑。然而，這些層平行于水平樣品中的加載軸，可能會(huì)阻礙空隙的開(kāi)口和擴(kuò)展。這些發(fā)現(xiàn)表明，層狀材料的疲勞性能可能比疲勞加載方向?qū)θ毕莞舾小?strong>為了深入了解各向異性微觀結(jié)構(gòu)對(duì)疲勞性能的影響，需要在不同應(yīng)力條件下進(jìn)行更全面的研究。
簡(jiǎn)而言之，本節(jié)介紹了LAM加工AHSS的工藝窗口、典型微觀結(jié)構(gòu)、相組成和轉(zhuǎn)變、晶體織構(gòu)、納米沉淀、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。AHSS有一個(gè)相對(duì)較大的激光處理窗口，可實(shí)現(xiàn)>99%的高RD。LAMed AHSS可實(shí)現(xiàn)的靜態(tài)機(jī)械性能也與鍛造零件相當(dāng)或高于鍛造零件。熱處理后對(duì)調(diào)整AHS的機(jī)械性能至關(guān)重要，并總結(jié)了潛在的強(qiáng)化機(jī)制。一般而言，拉坯AHSS的疲勞性能不如鍛造零件，但后HT和HIP能夠改善疲勞性能。
來(lái)源：Progress and perspectives in laseradditivemanufacturing of key aeroengine materials，International Journal of Machine Tools andManufacture ，10.1016/j.ijmachtools.2021.103804
參考文獻(xiàn)：M.S. Pham, C. Liu, I. Todd, J. Lertthanasarn，Damage-tolerantarchitected materials inspired by crystal microstructure， Nature, 565 (2019),pp. 305-311，C. Tan, Y. Chew, R. Duan, F. Weng, S. Sui, F.L. Ng, Z. Du, G. Bi，Additive manufacturingof multi-scale heterostructured high-strengthsteels，Mater. Res.Lett., 9 (2021),pp. 291-299
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