文档名：增材制造成形件中位错的研究进展
摘要：增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素.为深层次理解增材制造性能影响的本质机制,需进一步了解增材制造成形件中的位错特点.本文基于近年来增材制造成形件中位错的研究成果,梳理了位错的起源、特征和密度,分析了位错对强度等性能的影响.与传统制造相比,增材制造成形过程中因固有的循环加热-冷却而造成的压缩-拉伸应力循环使得增材制造成形件中的位错具有独特的结构和性质.在塑性变形中,位错随应变变化明显,不同的初始位错影响成形件对应变的响应;增材制造成形件中测量的位错密度高于锻件或铸件,不同位置、不同形状的位错密度也存在一定的差异;位错强化是增材制造成形件中的主要强化作用,与此同时,在钢的成形件中,位错还可诱发马氏体相变,促使再结晶,另外还影响成形件的腐蚀、蠕变和氢脆等.
Abstract：Additivemanufacturing(AM)isarevolutionarytechnologytomanufacturesolidpartsbylayer-by-layerstacking.Dislocation,akindoflinede-fectwidelyexistingincrystalmicrostructure,isanimportantfactorindeterminingthepropertiesoftheformedparts.TofurtherunderstandthecharacteristicsofdislocationsinpartsformedbyadditivemanufacturingandtheessentialmechanismofAM,theresearchachievementsinthefieldoverrecentdecadesaresummarized,withemphasisonthecharacteristicsofdislocations,thedensitiesofdislocations,andtheeffectsofdislocationsonthepropertiesoftheparts.Duetothecompression-tensilestresscyclecausedbycyclicheatingandcoolingintheformingprocess,AM-formedpartsgenerallyexhibitahigh-densitydislocationstructure.Thedislocationstructurerealizesitsenergystabilityundercyclicaction.ThedensityandstructureofdislocationsinformedpartscanbecontrolledbychangingtheheatinputparametersduringAMprocessing.Theinteractionsamongdislocations,microelements,phases,anddifferentdislocationsresultintheaccumulationofdislocations,dislocationloops,anddislocationtangles.Thedislocationstructurechangesunderheavyionirradiation,whichisofcertainsignificancefortheapplicationofAMinthenuclearindustry.Theoccurrenceofdislocationsreducestheelasticstrainenergycausedbylatticedistortion,andthedislocationstruc-tureshowsthemechanismofstrainminimizationinthesolidificationprocess.Intheplasticdeformation,thedislocationsvarysignificantlywiththestrain.Differentinitialdislocationsaffecttheresponsetothestrainoftheformedparts.Meanwhile,theinitialdislocationsinducemartensitictrans-formationandpromoterecrystallizationinthesteel-formedparts,whichinturnaffectthemechanicalproperties.ThedislocationdensityoftheAM-formedpartsishigherthanthatofthepartspreparedbytraditionallyforgedorcastmethods.Therearecertaindifferencesindislocationdensityinvariouspositionsandshapestoo.Additionally,differentprocessparameters(suchasheattreatmentandagingtreatment)alsohaveaneffectonthedislocationdensity,thusaffectingthepropertiesoftheformedparts.Dislocationstrengthening,asthemainstrengtheningeffectinAM-formedparts,endowsthemwiththesamemechanicalpropertiesastheforgedparts.TheuniquedislocationstructuresgeneratedbyAMalsoaffectthecorrosion,creep,andhydrogenembrittlementoftheformedparts.
作者：田根 王文宇 王晓明 赵阳 韩国峰 任智强 朱胜Author：TIANGen WANGWenyu WANGXiaoming ZHAOYang HANGuofeng RENZhiqiang ZHUSheng
作者单位：陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京100072
刊名：材料导报
Journal：MaterialsReports
年，卷(期)：2024, 38(1)
分类号：TG156.2
关键词：增材制造 位错结构 位错特性 位错密度 位错强化
Keywords：additivemanufacturing dislocationstructure dislocationfeatures dislocationdensity dislocationstrengthening
机标分类号：TG142TG386G642.0
在线出版日期：2024年3月19日
基金项目：增材制造成形件中位错的研究进展[
期刊论文] 材料导报--2024, 38(1)田根 王文宇 王晓明 赵阳 韩国峰 任智强 朱胜增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素.为深层次理解增材制造性...参考文献和引证文献
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