Spas dikim ji bo seredana Nature.com. Guhertoya geroka ku hûn bikar tînin ji bo CSS-ê piştgirî bi sînor heye. Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî moda lihevhatinê ya li Internet Explorer-ê qut bikin).
Mekanîzmayek nû ya li ser bingeha helandina lazerê ya hilbijartî ji bo kontrolkirina mîkrosaziya hilberan di pêvajoya çêkirinê de tê pêşniyar kirin. Mekanîzma xwe dispêre hilberîna pêlên ultrasonîk ên tundûtûjî yên di hewza şilandî de ji hêla tîraja lazerê ya tevlihev a modulkirî ya tundûtûjiyê ve. Lêkolînên ezmûnî û simulasyonên hejmarî nîşan didin ku ev mekanîzmaya bijartî ya sêwirandî ya entegre ya teknîkî dikare bi rengek teknîkî were bijartin. .
Hilberîna lêzêdeker (AM) ya parçeyên tevlihev di van dehsalên dawî de pir mezin bûye. Lêbelê, tevî cûrbecûr pêvajoyên hilberîna lêzêdekirinê, di nav de helandina lazerê ya bijartî (SLM) 1,2,3, depokirina rasterast a lazerê ya metal4,5,6, helandina tîrêjên elektronîkî 7,8 û yên din 9,10, dibe ku ev yek bi taybetî ji ber taybetmendiyên taybetî yên molozê ve girêdayî be, ev yek bi taybetî bi taybetmendîyên taybetî yên molozê re têkildar dibe sedema xerabûna pêvajoyek zexm a bi perçebûnê. gradients termal, rêjeyên bilind ên sarbûnê, û tevliheviya çerxên germkirinê yên di helandin û ji nûvehelandina materyalan de11, ku dibin sedema mezinbûna genimê epîtaksial û poroziya girîng12,13.Encam destnîşan dikin ku, pêdivî ye ku meriv pileyên germî, rêjeyên sarbûnê, û pêkhateya alloyê were kontrol kirin, an jî şokên laşî yên zêde bi nav zeviyên derveyî yên taybetmendiyên cihêreng (mînak, ultrasound) were sepandin da ku bigihîje strukturên genim ên hevseng ên xweş.
Gelek weşan bi bandora dermankirina vibrasyonê ya li ser pêvajoya hişkbûnê di pêvajoyên avêtina konvansiyonel de 14,15 eleqedar in.Lêbelê, sepandina qadeke derve li ser melzemeyên mezin mîkrosaziya maddî ya xwestî çênabe. Heke qebareya qonaxa şil piçûk be, rewş pir diguhere. ,19,20,21,22,23,24,25,26,27, hejandina kemerê28 û lerzîn29, kemerên plazmayê yên binerd 30,31 û rêbazên din32. Bi jêrzemînê ve girêdin bi çavkaniyek ultrasoundê ya bi tundî ya ji derve (li 20 kHz-ê ku bi rêjeyeka ultrasoundê re refol zêde dibe). ji bo kêmbûna pileyên germahiyê û zêdekirina ultrasoundê ku bi riya cavîtasyonê krîstalên nû çêbike.
Di vê xebatê de, me li ser îhtîmala guheztina strûktûra genim a polayên zengarnegir austenitic lêkolîn kir ku bi sonikkirina hewza şilandî bi pêlên deng ên ku ji hêla lazera helandinê ve têne hilberandin ve têne çêkirin. Modulasyona tundî ya tîrêjê ya lazerê ya li ser navgîna ku ronahiyê vedigire, di hilberîna pêlên ultrasonîk de encam dide, ku ev mîkrosaziya întegrasyonê ya heyî bi hêsanî dikare biguherîne. Çapkerên 3D. Ceribandinên di vê xebatê de li ser lewheyên pola zengarnegir hatin kirin ku rûberên wan li ber tîrêjên lazerê yên modulkirî yên tundî bûn. Ji ber vê yekê ji hêla teknîkî ve dermankirina rûyê lazerê tête kirin. qat bi "tedawiya qebareya lazerê" re wekhev e.
Dema ku di tedawiya ultrasonic-based horna ultrasonîk de, enerjiya ultrasonîk a pêla deng a rawestayî li seranserê pêkhateyê tê belav kirin, dema ku tundiya ultrasonîk a ku ji lazerê ve hatî çêkirin li nêzikî xala ku tîrêjên lazerê lê tê vegirtin pir giran e. Bikaranîna sonotrode di nav tozek SLM-ê de pêdivî ye ku makîneya fusionê ya toz a SLM-ê li wir tevlihev nebe, ji ber ku rûbera tîrêjê ya jorîn li qereqolê ne tevlihev e. zexta îkal li ser rûxara jorîn a beşê. Ji ber vê yekê, stresa dengbêjî nêzî sifirê ye û leza parçikê li ser tevahiya rûya jorîn a parçeyê amplîtuda herî zêde heye. Zexta deng di hundurê tevaya hewza şilandinê de nikare ji% 0.1 ji zexta herî zêde ya ku ji hêla serê welding ve hatî hilberandin, derbas bike, ji ber ku dirêjahiya pêlên pêlên ultrasonîk bi frekansa 3.\text pola 3. The Kûrahî bi gelemperî ji \(\sim 0.3~\text {mm}\ kêmtir e). Ji ber vê yekê, bandora ultrasound li ser cavitation dikare piçûk be.
Pêdivî ye ku were zanîn ku karanîna tîrêjên lazerê yên bi tundî-modulkirî di depokirina metala lazer a rasterast de herêmek çalak a lêkolînê ye35,36,37,38.
Bandora germî ya bûyera tîrêjê ya lazerê ya li ser navîn bingeha hema hema hemî teknîkên lazerê ye 39, 40 ji bo hilberandina materyalê, wek qutkirin41, welding, hişkbûn, sondajê42, paqijkirina rûkalê, alikariya rûkalê, paqijkirina rû43, û hwd.
Divê were zanîn ku her çalakiyek ne-rawestayî ya li ser navgînê, di nav de çalakiya laskirinê ya li ser navgîna vegirtinê jî, dibe sedema heyecana pêlên dengbêjî yên tê de bi kêm-zêde bi bandor. Gelek monografî50, 51, 52 analîzên teorîk ên vê pêvajoyê û sepanên wê yên pratîkî yên muhtemel pêşkêş dikin.
Dûv re ev mijar di konferansên cihêreng de hatin nîqaş kirin, û heyecana lazer a ultrasound hem di sepanên pîşesazî yên teknolojiya lazerê53 û hem jî di derman54 de heye. Ji ber vê yekê, meriv dikare were hesibandin ku têgîna bingehîn a pêvajoyê ku pê ronahiya lazerê ya pêlkirî li ser navgînek vegirtinê tevdigere, hatî damezrandin. Kontrola lazer a ultrasonîk ji bo tespîtkirina kêmasiyan5, SLM5, 5,6M, nimûneyên kêmasiyan5,6M, ji bo vedîtina kêmasiyan5, SLM5,55, tê bikar anîn.
Bandora pêlên şokê yên ku ji hêla lazerê ve têne hilberandin li ser materyalan, bingeha şoka lazerê ye57,58,59, ku ew jî ji bo dermankirina rûberê perçeyên ku bi lêzêdekirî têne çêkirin60 tê bikar anîn.
Ceribandin hatin kirin ji bo vekolîna bandorên muhtemel ên qadên laşî yên cihêreng ên li ser mîkrosaziya madeyên hişkkirî. Diyagrama fonksiyonel a sazkirina ceribandinê di jimar 1 de tê xuyang kirin. Lazerek pulsed Nd:YAG-dewleta zexm a ku di moda xebitandina belaş de dixebite (demjimêra pêlê \(\tau _L \sim 150~\upmu \t. Parzûnên nsity û pergalek plakaya dabeşkera tîrêjê. Li gorî berhevoka parzûnên tîrêjê yên bêalî, enerjiya pulsê ya li ser armancê ji \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) heya \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) diguhere. (fotodîodên ku dema bersivê ya dirêj ji \(1~\text {ms}\)) zêdetir e) ji bo destnîşankirina bûyerê û ji hedefê tê xuyang kirin, û du metreyên hêzê (fotodîodên bi demên bersivê yên kurt\(<10~\text {ns}\)) ji bo destnîşankirina bûyer û hêza optîk a ronîkirî têne bikar anîn. 2-D0 û neynika dîelektrîkî ku li cîhê nimûneyê hatî danîn. Tîrêjê li ser armancê bi karanîna lensekê bisekine (Pêvekêşana dijî-refleksîyonê li \(1.06 \upmu \text {m}\), dirêjahiya focal \(160~\text {mm}\)) û tîrêjek tîrêjê li ser rûyê armancê 60~\(m)
Diyagrama şematîkî ya fonksiyonel a sazkirina ceribandinê: 1-laser;2 - tîrêjê lazer;3- Parzûna dendikê ya bêalî;4 - Fotodîoda hevdemkirî;5-parçekirina tîrêjê;6-dîfragma;7-calorimeter tîrêjê bûyerê;8 - calorimeter ya tîrêjê ronîkirî;9 - Metreya hêza tîrêjê ya bûyerê;10 - Metreya hêza tîrêjê ya xuyangkirî;11 - lensên balkêş;12 - neynikê;13 - nimûne;14 - veguherîner piezoelectric broadband;15 - Veguherkera 2D;16 - mîkrokontrollera pozîsyonê;17 - yekîneya hevdemkirinê;18 - Pergala wergirtina dîjîtal a pir-kanal bi rêjeyên nimûneyên cihêreng;19 - komputera kesane.
Tedawiya Ultrasonîk wiha tê kirin.ji ber vê yekê dirêjahiya pêla lazerê \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\) ye, ku ji gelek demdirêjan pêk tê bi qasî \(1,5~\upmu \text {s } \) her yekê. Şêweya demkî ya pêla lazerê û spektruma wê ji frekansa kêm-frekansa bilind a zerfê \0~7 ya navîn pêk tê. Hz}\), wekî ku di jimar 2 de tê xuyang kirin.- Zerfa frekansê germkirinê û dûv re helandin û evaporkirina materyalê peyda dike, di heman demê de pêkhateya frekansa bilind lerizînên ultrasonîk ji ber bandora fotoakûstîk peyda dike.Şêweya pêlê ya nebza ultrasonîk a ku ji hêla lazerê ve hatî hilberandin bi giranî ji hêla şeklê dema pêla lazerê ve tê destnîşankirin.Ew ji \(7~\text {kHz}\) heya \ (2~\text {MHz}\), û frekansa navendê \(~ 0,7~\text {MHz}\) ye. Pelên dengî yên ji ber bandora fotoakûstîk bi karanîna veguherînerên piezoelektrîkî yên fireh hatine tomar kirin. Divê were zanîn ku şiklê pêlên lazerê tîpîk a lazerek moda xebata belaş e.
Dabeşkirina demkî ya tundiya pêla lazerê (a) û leza deng li rûyê paşiya nimûneyê (b), spekteyên pêla lazerê (c) û nebza ultrasonîk (d) ji 300 pêlên lazerê (qirça sor) ji bo yek pêleka lazerê (kûra şîn) navînî ye.
Em dikarin bi zelalî beşên frekansa nizm û frekansa bilind ên tedawiya akustîk ên ku bi rêzê ve bi zerfa frekansa nizm a pêla lazerê û modulasyona frekansa bilind re têkildar in ji hev cuda bikin. Dirêjahiya pêlên pêlên dengî yên ku ji hêla zerfa pêla lazerê ve têne hilberandin ji \(40~\text {cm}\) derbas dibe;ji ber vê yekê, bandora sereke ya hêmanên frekansa bilind-berfireh ên sînyala akustîk li ser mîkrostrukturê tê çaverê kirin.
Pêvajoyên fizîkî yên di SLM de tevlihev in û di heman demê de li ser pîvanên cihê û demkî yên cihê diqewimin. Ji ber vê yekê, rêbazên pir-pîvandî ji bo analîza teorîkî ya SLM-ê herî guncaw in. Modelên matematîkî divê di destpêkê de pir-fizîkî bin. Mekanîka û termofîzîka navgînek pirqonaxê "hilweşîna zirav-avî dikare bi taybetmendiyên maddî-avî yên bi melzemeyê ve bi bandor be, paşê di atmosferê de bandorker be." SLM wiha ne.
Rêjeyên germkirin û sarkirinê heya \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ ji ber tîrêjkirina lazerê ya herêmî ya bi tîrêjên hêzê heya \(10^{13}~\text {W} cm}^2\).
Dewreya helandin-zeliqandinê di navbera 1 û \(10~\text {ms}\) de dom dike, ku di dema sarbûnê de bi lezbûna zexmbûna qada helandinê dibe alîkar.
Germkirina bilez a rûbera nimûneyê di tebeqeya rûkê de dibe sedema pêkhatina tansiyonên termoelastîk ên bilind. Beşek têr (heta %20) ji qata tozê bi tundî tê evapor kirin63, ku ev yek di bersivê de li ser asêkirina lazerê barek pêvek zêde li ser rûyê rû dide. Ji ber vê yekê, çewisandina çêdibe bi giranî rêjeya pulsandî dike û bi taybetî hêmanên piştgiriyê yên li nêzîkê bilind dike. Annealkirina sed lazerê encam dide ku pêlên tansiyonê yên ultrasonîk ên ku ji rûerdê ber bi jêrzemînê ve belav dibin. Ji bo bidestxistina daneyên mîqdar ên rast li ser belavkirina stres û çelimê ya herêmî, simulasyonek mezoskopî ya pirsgirêka deformasyona elastîk a ku bi germahî û veguheztina girseyî ve girêdayî ye tê kirin.
Wekheviyên serwer ên modelê (1) hevkêşeyên veguheztina germê ya bêserûber in ku gihandina germahiyê bi rewşa qonaxê (toz, helandin, polîkrîstalîn) û germahiyê ve girêdayî ye, (2) guheztinên di deformasyona elastîk de piştî ablation domdar û hevkêşeya berfirehbûna termoelastîk. Pirsgirêka nirxa sînor ji hêla şert û mercên ceribandinê yên laserî ve tê destnîşankirin. pevguherîna germê ya birêkûpêk û herikîna hilmikandinê. Herikîna girseyê li ser bingeha hesabkirina tansiyona vaporê ya têrbûyî ya materyalê hilmijker tê pênase kirin. Têkiliya stres-çendiya elastoplastîk li cihê ku tansiyona termoelastîk bi ferqa germahiyê re têkildar e tê bikar anîn. (200~\upmu \text {m}\ ) ya tîrêjê bi bandor.
Xiflteya 3 encamên simulasyona jimarî ya herêma şilandî ya bi modeleke makroskopî ya matematîkî nîşan dide. Dirêjahiya qada hevgirtinê \(200~\upmu \text {m}\) e (\(100~\upmu \text { m}\) radius) û \(40~\upmu \simulation pth bi germahiya herêmî re nîşan dide. 0~\text {K}\) ji ber faktora navbirî ya bilind a modulasyona pulsê. Rêjeyên germkirinê \(V_h\) û sarkirinê \(V_c\) bi rêzê ve li ser rêza \(10^7\) û \(10^6~\text {K}/\text {s}\) ne. Van 4 nirxên me yên berê lihevhatina \(V_h\n) baş in. û \(V_c\) dibe sedema germbûna bilez a qata rûkalê, li cihê ku gihandina termal a bi substratê ji bo rakirina germê têrê nake. Ji ber vê yekê, li \(t=26~\upmu \text {s}\) germahiya rûhê bi qasî \(4800~\text {K}\) bilind dibe.
Encamên simulasyona hejmarî ya herêma helînê ya pêleka lazerê ya yekane ku li ser plakaya nimûneyê ya 316 lître tê vejandin. Dema ji destpêka pêlê heya kûrahiya hewza şilandî ya ku digihîje nirxa herî zêde \(180~\upmu\text {s}\) ye. Îzoterma\(T = T_L = 1723-qonaxa şilîdî ye. xêzên zer) bi tansiyona hilberandinê ya ku di beşa paşîn de wekî fonksiyonek germahiyê tê hesibandin re têkildar e. Ji ber vê yekê, di qada di navbera her du îzolînan de (îzoterm\(T=T_L\) û îzobar\(\sigma =\sigma _V(T)\)), qonaxa zexm di bin barkirinên mekanîkî yên bihêz de ye, ku dibe sedema guherînên mîkro.
Ev bandor di jimar 4a de bêtir tê ravekirin, li wir asta zextê li devera şilandî wekî fonksiyonek dem û dûrbûna ji rûyê tê xêz kirin. Pêşîn, tevgera zextê bi modulasyona tundiya pêla lazerê ve girêdayî ye ku di jimar 2 de li jor hatî destnîşan kirin. Zextek \text{s}\) ya herî zêde ya li ser \(10~\text {2008,00) guheztina zexta herêmî ya li nuqteya kontrolê xwedî heman taybetmendiyên oscilasyonê ye wekî frekansa \(500~\text {kHz}\). Ev tê vê wateyê ku pêlên zexta ultrasonîk li ser rûyê erdê têne hilberandin û dûv re di binê substratê de belav dibin.
Taybetmendiyên hesapkirî yên devera deformasyonê ya li nêzî devera helandinê di jimar 4b de têne xuyang kirin. Ablation lazer û stresa termoelastîk pêlên deformasyonê yên elastîk çêdikin ku di binê substratê de belav dibin. Wek ku ji wêneyê tê dîtin, du qonaxên hilberîna stresê hene. Di qonaxa yekem a \(t < 40~\upmu) de \(t < 40~\ upmu) bi \(t < 40~\upmu) , bi xeletî \(t < 40~\upmu) modulasyonek dişibihe zexta rûkalê. Ev stres ji ber rakirina lazerê pêk tê, û di nuqteyên kontrolê de stresa termoelastîk nehat dîtin ji ber ku devera destpêkê ya ku bandor li germahiyê kiriye pir piçûk bû. Dema ku germ di binê substratê de belav dibe, xala kontrolê li jor \(40~\text {MPa}\) stresa termoelastîk a bilind çêdike.
Asta stresê ya modulkirî ya ku hatî bidestxistin bandorek girîng li ser navbeynkariya hişk-avî heye û dibe ku mekanîzmaya kontrolê be ku rêça hişkbûnê birêve dibe. Mezinahiya devera deformasyonê 2 û 3 qat ji ya devera helandinê mezintir e. Wekî ku di jimar 3 de jî tê xuyang kirin, cîhê îzoterma helandinê û asta stresê ya ku di heman demê de bi barkirina barkirinê ya bilind re wekhev e ku di nav deverên bibandor de têne berhev kirin. bejna di navbera 300 û \(800~\upmu \text {m}\) de li gorî dema tavilê ve girêdayî ye.
Ji ber vê yekê, modulasyona tevlihev a lêdana lazerê ya pêlsî dibe sedema bandora ultrasonîk. Rêya hilbijartinê ya mîkrosaziyê heke bi SLM-ya bêyî barkirina ultrasonîk were berhev kirin cûda ye. Herêmên bêîstîqrar ên deformkirî di qonaxa zexm de rê li ber çerxên perîyodîk ên çewisandin û dirêjbûnê vedigirin. Ji ber vê yekê, avakirina sînorên genim ên nû. , wekî ku li jêr tê xuyang kirin. Encamên hatine bidestxistin îhtîmala sêwirana prototîpa SLM-ya ku bi ultrasound-ajokera bi modulasyona nebzê ve hatî çêkirin peyda dike. Di vê rewşê de, înduktora piezoelektrîkî 26 ku li cîhek din tê bikar anîn dikare were derxistin.
(a) Zext wekî fonksiyona demê, ku li dûrahiyên cihêreng ji rûxara 0, 20 û \(40~\upmu \text {m}\) li ser eksena simetrîyê tê hesabkirin.
Ceribandin li ser lewheyên polayê zengarnegir AISI 321H bi pîvanên \(20\car 20\caran 5~\text {mm}\) hatin kirin.Piştî her pêleka lazerê, lewheyek \(50~\upmu \text {m}\) dimeşe, û tîrêja lazerê li ser rûyê mebestê bi qasî \(10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10) derbas dibe. li ser heman rêyê ji bo ji nû ve helandina materyalê hatî hilberandin ji bo safîkirina genim bibe sedem. Di hemî rewşan de, devera ji nû ve helkirî hate sonik kirin, li gorî pêkhateya ossîllatory ya tîrêjê ya lazerê. Ev dibe sedema kêmbûna zêdeyî 5-qatî li naverasta genim. Xiflteya 5 nîşan dide ka çawa mîkrosaziya herêma heliyayî ya lazerî bi hêjmara binehelandinê re derbas dibe.
Binplot (a,d,g,j) û (b,e,h,k) - mîkrosaziya herêmên heliyayî yên lazerê, binerxên (c,f,i,l) - belavkirina deverî ya genimên rengîn.Siyabûn pariyên ku ji bo hesabkirina histogramê têne bikar anîn nîşan dide. Reng bi deverên genim re têkildar in (binêre barika rengîn a li jora hîstogramê. Pîreyên jêrîn (ac) bi pola zengarnegir a nehatî derman kirin re têkildar in, û binerxên (df), (gi), (jl) bi 1, 3 û 5 remeltan re têkildar in.
Ji ber ku enerjiya nebza lazerê di navbera derbasbûnên paşerojê de naguhere, kûrahiya devera şilandî yek e. Ji ber vê yekê, kanala paşerojê bi tevahî kanala berê "pêça" dike. Lêbelê, hîstogram nîşan dide ku bi zêdebûna hejmara derbasbûnê re qada navîn û genimê navîn kêm dibe. Ev dikare nîşan bide ku lazer li ser substratê tevdigere ne li ser melt.
Paqijkirina genim dibe ku ji hêla sarbûna bilez a hewza şilandî ve çêbibe. Komek ceribandinek din hate kirin ku tê de rûberên lewheyên pola zengarnegir (321H û 316L) di atmosferê de li ber tîrêjiya lazerê ya pêla domdar (Wêne. 6) û valahiya (Hêjî. 7) hatin rûxandin. Hêza lazerê ya navînî, bi rêzdarî 100 Wten nzîkî mole ye. Encamên lazera Nd:YAG di moda xebata azad de. Lêbelê, avahiyek stûnek tîpîk hate dîtin.
Mîkrostruktura herêma heliyayî ya lazer a lazerek pêla domdar (hêza domdar 300 W, leza şopandinê 200 mm / s, polayê zengarnegir AISI 321H).
(a) Mîkrostruktur û (b) Wêneyên belavbûna paşvekêşana elektronîkî yên herêma ku bi lazer-helandinê di valahiya bi lazerek pêla domdar (hêza domdar 100 W, leza şopandinê 200 mm/s, pola zengarnegir AISI 316L)\ (\sim 2~\text {mbar}\).
Ji ber vê yekê, bi zelalî tê xuyang kirin ku modulasyona tevlihev a tundûtûjiya lazerê bandorek girîng li ser mîkrostruktura encam dide. Em bawer dikin ku ev bandor di xwezayê de mekanîkî ye û ji ber hilberîna lerzînên ultrasonîk ên ku ji rûbera tîrêjkirî ya tîrêjê di kûrahiya nimûneyê de belav dibin, pêk tê. Di materyalên cihêreng de, di nav wan de alema Ti-6Al-4V 26 û polayê zengarnegir 34, di nav wan de ultrasounda tundûtûjî peyda dike. Mekanîzmaya muhtemel bi vî rengî tê texmîn kirin. Ultrasonya tund dikare bibe sedema kavîtasyona akustîk, wekî ku di nîgarkirina tîrêjên rontgenê ya senkrotroron a ultralez a li cîhê de hatî destnîşan kirin. Hilweşîna maddeya pêşiyê di şokê de digihîje 0. ~\text {MPa}\)69. Dibe ku pêlên şokê yên bi vî rengî ew qas bi hêz bin ku avakirina navokên qonaxa zexm a bi mezinahiya krîtîk di şilavên mezin de pêşve bixin, strukturên genim ên stûnî yên tîpîk ên hilberîna lêzêdekirina qat bi qat têk bibin.
Li vir, em mekanîzmayek din a ku ji guheztina avahîsaziyê ya bi sonîkasyona tund berpirsiyar dike, pêşniyar dikin. Tavilê piştî hişkbûnê, madde di germahiyek bilind de nêzî xala helînê ye û xwedan stresek hilberînek pir kêm e. Pêlên giran ên ultrasonîk dikarin bibin sedem ku herikîna plastîk struktura genimê materyalê germ, tenê zexm biguhezîne. Lêbelê, daneyên ceribandinê yên pêbawer ên li ser germahîya {1 ~ ~ ~ ~ ~ ~(1) li ser germahiyê de berdest in K}\) (binihêre Figure 8). Ji ber vê yekê, ji bo ceribandina vê hîpotezê, me simulasyonên dînamîkên molekulî (MD) yên pêkhateyek Fe-Cr-Ni ya mîna pola AISI 316 L pêk anîn, da ku em tevgera stresa berberiyê li nêzî xala helînê binirxînin. Hesabkirin, me Modela Atomî ya Bicihkirî (EAM) ji 74 bikar anî. Şimasyonên MD bi kodên LAMMPS 75,76 hatine kirin. Hûrguliyên simulasyonên MD-ê dê li cîhek din werin weşandin. Encamên hesabkirina MD ya stresa hilberînê wekî fonksiyonek germahiyê di Fig.
Stresa hilberandinê ji bo pola zengarnegir austenitîk pola AISI 316 û pêkhatina modelê beramberî germahiyê ji bo simulasyonên MD-yê. Pîvandinên ceribandinê yên ji referansan: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81.binihêrin.(f)82 modelek tedbîrên stresê yên azmûnkirî yên di dema tedbîra zêdekirî de ye. çêkirin. Encamên simulasyonên MD-yê yên mezin di vê lêkolînê de wekî \(\vartriangleleft\) ji bo krîstalek bêdawî ya bê kêmasî û \(\vartriangleright\) ji bo gewherên bêdawî bi navgîniya pîvana gewherê navîn bi riya têkiliya Hall-Petch Dimensions\~(d)\ext\~(d)\t) têne destnîşan kirin.
Tê dîtin ku di \(T> 1500~\text {K}\) de stresa hilberanê dadikeve jêr \(40~\text {MPa}\). Ji hêla din ve, texmînan pêşbînî dikin ku mezinahiya ultrasonîk a ku ji lazerê hatî hilberandin \(40~\text {MPa}\) ji \(40~\text {MPa}\) derbas bike (binêre Fig. 4b).
Damezrandina mîkrosaziya 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) polayê zengarnegir austenitic di dema SLM de bi ezmûnî bi karanîna çavkaniyek lazerê ya pêlkirî ya bi tundî-modulkirî ya tevlihev ve hatî lêkolîn kirin.
Kêmbûna mezinahiya genim li devera helîna lazerê ji ber helandina domdar a lazerê piştî 1, 3 an 5 derbasbûnê hate dîtin.
Modelkirina makroskopî destnîşan dike ku mezinahiya texmînkirî ya devera ku lê deformasyona ultrasonîk bi erênî bandorê li eniya hişkbûnê dike heya \(1~\text {mm}\) ye.
Modela MD-ya mîkroskopî destnîşan dike ku hêza hilberandina polayê zengarnegir austenitic AISI 316 bi girîngî li \(40~\text {MPa}\) li nêzî xala helînê kêm dibe.
Encamên hatine bidestxistin rêbazek ji bo kontrolkirina mîkrostruktura materyalan bi karanîna pêvajoyek lazer a modulkirî ya tevlihev pêşniyar dikin û dikare bibe bingehek ji bo afirandina guheztinên nû yên teknîka SLM-ya pêlkirî.
Liu, Y. et al. Pêşveçûna mîkrostrukturî û taybetmendiyên mekanîkî yên pêkhateyên li cîh TiB2/AlSi10Mg bi helandina hilbijartî ya lazerê [J].J.Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. et al. Endezyariya sînorê genimê ji nû ve krîstalîzasyona helandina hilbijartî ya lazerê ya polayê zengarnegir 316L [J].Kovara Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen.10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. et al.Additive manufacturing of Ti-6Al-4V parches Ti-6Al-4V by laser metal deposition (LMD): pêvajo, mîkrostruktur û taybetmendiyên mekanîkî.J.Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. et al.Modelkirina mîkroavahî ya toza metalê ya lazer a ku enerjiyê hildiweşîne Aloy 718.Add to.manufacture.25, 357–364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey, M. et al.Parametrîk Neutron Bragg Edge Imaging Study of Additively Manufactured Sample Treated by Laser Shock Peening.science.Rep.11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan.