Merci fir besicht Nature.com.D'Browser Versioun déi Dir benotzt huet limitéiert Ënnerstëtzung fir CSS.Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech en aktualiséierten Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten).An der Tëschenzäit, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, wäerte mir de Site ouni Stiler a JavaScript weisen.
En neie Mechanismus baséiert op selektiv Laser Schmelze fir d'Mikrostruktur vun de Produkter am Fabrikatiounsprozess ze kontrolléieren gëtt proposéiert.De Mechanismus hänkt vun der Generatioun vun héijer Intensitéit Ultraschallwellen am geschmollte Pool duerch komplexe Intensitéitmoduléierte Laserbestralung.
Additiv Fabrikatioun (AM) vun komplex-gebuerene Deeler huet bedeitendst an de leschte Joerzéngten gewuess. Wéi och ëmmer, trotz der Villfalt vun additive Fabrikatioun Prozesser, dorënner selektiv Laser Schmelze (SLM) 1,2,3, direkt Laser Metal Deposition4,5,6, Elektronenstrahl Schmelze7,8 an anerer9,10, Dës Deeler kann haaptsächlech mat der staarker charakteristesche vun héich assoziéiert Prozess verbonnen. rmal Gradienten, héich Ofkillungsraten, an d'Komplexitéit vun Heizungszyklen beim Schmelzen an der Remelting vum Material 11, wat zu epitaxialen Getreidwachstum a bedeitend Porositéit féieren.12,13 huet gewisen datt et néideg ass fir thermesch Gradienten, Ofkillungsraten an Legierungskompositioun ze kontrolléieren oder zousätzlech physesch Schocken duerch extern Felder vu verschiddenen Eegeschaften, wéi Ultraschall, fir fein equiaxed Kärstrukturen z'erreechen.
Vill Publikatioune betreffen den Effet vun der Schwéngungsbehandlung op de Verstäerkungsprozess an de konventionelle Gossprozesser14,15.Awer en externe Feld op eng Bulk Schmelz anzebréngen produzéiert net déi gewënschte Materialmikrostruktur.Wann de Volume vun der flësseger Phase kleng ass, ännert sech d'Situatioun dramatesch.An dësem Fall beaflosst dat externt Feld d'Verstäerkungsfeld wesentlech.16,17,2,2,16,17,2,2,2,16,17,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,16,19 ,24,25,26,27, arc stirring28 and oscillation29, electromagnetic effects during pulsed plasma arcs30,31 and other methods32 have been considered .Attach to the substrate using an external high-intensity ultrasound source (at 20 kHz).Den Ultraschall-Attributiouns-Temperatur erhéicht d'Ultraschall-induzéierter Substrat op d'Erhéijung vun der Substrat. ient an Ultraschall Verbesserung fir nei Kristalliten duerch Kavitatioun ze generéieren.
An dëser Aarbecht, mir ënnersicht d'Méiglechkeet vun änneren der Kär Struktur vun austenitic STAINLESS Stol vun sonicating der geschmoltenem Pool mat Toun Wellen generéiert vun der Schmelze Laser selwer. D'Intensitéit modulation vun der Laser Stralung Tëschefall op der Liicht-absorbéierend Medium Resultater an der Generatioun vun ultrasonic Wellen, déi änneren der microstructure vun der Material. inless steel plates whose surfaces were exposed to intensity-modulated laser radiation.Also, technesch, Laser Uewerfläch Behandlung ass gemaach. Wéi och ëmmer, wann esou eng Laser Behandlung op der Uewerfläch vun all Layer duerchgefouert gëtt, während Layer-by-Layer opbauen, Effekter op de ganze Volume oder op ausgewielt Deeler vum Volume sinn erreecht.
Wärend an der Ultraschallhornbaséierter Ultraschalltherapie gëtt d'Ultraschallenergie vun der stänneger Tounwell iwwer de Komponente verdeelt, während d'laser-induzéiert Ultraschallintensitéit héich konzentréiert ass no beim Punkt wou d'Laserstrahlung absorbéiert ass. Uewerfläch vum Deel.Dofir ass den akusteschen Stress no bei Null an d'Partikelgeschwindegkeet huet eng maximal Amplitude iwwer déi ganz Uewerfläch vum Deel.De Schalldrock am ganze geschmollte Pool däerf net méi wéi 0,1% vum maximalen Drock, deen duerch de Schweißkopf generéiert gëtt, well d'Wellelängt vun den Ultraschallwellen mat enger Frequenz vun 20 kHz an de\inless Stahl ass, de\in\n-Stahl an de\n\n,\n\n\n\n\n\n\n,\n\n\n\n\n\n\n\n\n,\n\n\n\n\n\n\n\\n th ass normalerweis manner wéi \(\sim 0,3~\text {mm}\).Dofir kann den Effekt vum Ultraschall op Kavitatioun kleng sinn.
Et soll feststellen, datt d'Benotzung vun Intensitéit-moduléiert Laser Stralung an direkt Laser Metal Oflagerung ass en aktiven Beräich vun der Fuerschung 35,36,37,38.
Den trimiséiert Problemer vun der Laserreger reserations 44, 46, 06, 46, sou wéi ville Klemelen se 0,3, briesserte 41, da sou wéi och d'Uewerwuelungen ideal spender 43, Uewerflächeläffung 33, Flächesch Effekter vun Lavarer Zäitraum a Monographiséiert 42, 46, 06, sou wéi fréiere Gegrenzung, Harduléieren, 43, béise Späichere 410, verländelt? D'Geräter, Hannlung, Hardrüken, Hannreng 410, Gromung, Uewerflächen aflellriichtlech Technologie vum Laser Ariichtung a Monagosen 46, 06, 46, sou wéi ville Kloerheet Hannerten, Hardwürzungen 33, brénge 40, brijablech Effekter vum Lavarurs a Monographionen 45, 46, 46, sou wéi vill d'Leschterverbännung séier 44, wëll Iech elo
Et soll feststellen, datt all net-stationär Aktioun op der mëttel-, dorënner lasing Aktioun op der absorbéierend mëttel-, Resultater an der excitation vun akustesch Wellen an et mat méi oder manner Effizienz. Am Ufank war den Haaptfokus op d'Laser excitation vun Wellen an Flëssegkeeten an déi verschidde thermesch excitation Mechanismen vun Toun (thermesch Expansioun, Verdampfung, Volumen änneren während Phase Transitioun, 4, 4, 4, 4, 4). s50, 51, 52 déi theoretesch Analysë vun dësem Prozess a seng méiglech praktesch Uwendungen.
Dës Themen goufen duerno op verschiddene Konferenzen diskutéiert, a Laser Excitatioun vun Ultraschall huet Uwendungen a béid industrielle Applikatioune vu Lasertechnologie53 a Medizin54. Dofir kann et berücksichtegt ginn datt d'Basiskonzept vum Prozess duerch deen pulséiert Laserlicht op en absorbéierend Medium handelt. Laser Ultraschallinspektioun gëtt fir Defekterkennung vun SLM-5man benotzt.
The effect of laser-generated shock waves on materials is the base of laser shock peening57,58,59, which is also used for the surface treatment of additively manufactured parts60. Allerdéngs ass d'Laserschockverstäerkung am effizientesten op Nanosekonnen Laserimpulsen a mechanesch belaaschte Flächen (zB mat enger Layer vu Flëssegkeet)59 well d'mechanesch Drockbelaaschtung eropgeet.
Experimenter goufen duerchgefouert fir déi méiglech Auswierkunge vu verschiddene physikalesche Felder op d'Mikrostruktur vu verstäerkten Materialien z'ënnersichen.D'funktionell Diagramm vun der experimenteller Opstellung gëtt an der Figur 1 gewisen. E gepulste Nd:YAG Solid-State Laser, deen am fräilafend Modus funktionnéiert (Pulsdauer \(\tau _L \sim 150~\upmu denach \text {s}) gouf duerch e pulséierte Laser-Filter benotzt an e pulséierte Laser-Serie. a beam splitter plate system.Ofhängeg vun der Kombinatioun vun neutralen Dicht Filtere, der Pulsatiounsperiod Energie op d'Zil variéiert vun \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) zu \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) .Den Laserstrahl reflektéiert aus dem Strahlensplitter gëtt fir d'Acquisitioun vun enger Fotoreaktiounsdiode mat enger Fotoreaktiounsdiode an enger Fotoreaktiounsdiode (Lang- a Fotoreaktiounsdaten) gefüttert. Zäit iwwerschreidend \(1~\text {ms}\)) gi benotzt fir den Zwëschefall op a vum Zil reflektéiert ze bestëmmen, an zwee Kraaftmeter (Fotodioden mat kuerzen Reaktiounszäiten\(<10~\text {ns}\)) fir Tëschefall a reflektéiert optesch Kraaft ze bestëmmen. Kalorimeter a Kraaftmeter goufen kalibréiert fir Wäerter an absoluten Eenheeten ze ginn mat engem Thermopile-Decteur X-LP-2 Mirror a Dietec-2 Mirror Gen-2 ed at the sample location.Foccus the beam on the target using a lens (Antireflection coating at \(1.06 \upmu \text {m}\), focal length \(160~\text {mm}\)) and a beam waist at the target surface 60– \(100~\upmu\text {m}\).
Funktionell schematesch Diagramm vum experimentellen Opbau: 1-Laser;2 - Laserstrahl;3-neutral Dichtfilter;4-synchroniséiert photodiode;5-Beam Splitter;6 - Membran;7-Kalorimeter vum Tëschefallstrahl;8 - Kalorimeter vum reflektéierte Strahl;9 - Tëschefall Strahl Muecht Meter;10 - reflektéiert Strahlkraaftmeter;11 - konzentréieren Lens;12 - Spigel;13 - Echantillon;14 - Breetband piezoelektresche Transducer;15 - 2D Konverter;16 - positionéieren Mikrokontroller;17 - Synchroniséierung Eenheet;18 - Multi-Channel digital Acquisitioun System mat verschiddene Sampling Tariffer;19 - perséinleche Computer.
D'Ultraschallbehandlung gëtt wéi follegt.De Laser fonctionnéiert am fräie Modus;dofir ass d'Dauer vum Laserimpuls \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\), deen aus multiple Dauer vun ongeféier \(1,5~\upmu \text {s} \) jeeweils besteet.Déi temporal Form vum Laserimpuls a säi Spektrum besteet aus enger nidderegfrequenz Enveloppe an enger Moyenne Frequenz an enger Moyenne-Modulatioun, \~ MH mat enger Moyenne Frequenz an { MH Frequenz. }\), wéi an der Figur 2.- D'Frequenz Enveloppe stellt d'Heizung an d'nächst Schmelz an d'Verdampfung vum Material, während d'Héichfrequenzkomponent d'Ultraschallvibratiounen duerch de photoakusteschen Effekt ubitt.Et ass vun \(7~\text {kHz}\) bis \ (2~\text {MHz}\), an d'Zentrum Frequenz ass \(~ 0,7~\text {MHz}\).Akustesch Impulser wéinst der photoacoustic Effekt goufen opgeholl benotzt Breetband piezoelectric transducers gemaach vun polyvinylidene fluoride Filmer sinn opgeholl an et soll net opgeholl fluoride Form a seng 2 opgeholl fluoride Form gewisen. d'Laserimpulser sinn typesch fir e fräilafende Modus Laser.
Temporal Verdeelung vun der Laserpulsintensitéit (a) an der Schallgeschwindegkeet (b) op der hënneschter Uewerfläch vun der Probe, d'Spektra (blo Curve) vun engem eenzegen Laserpuls (c) an engem Ultraschallpuls (d) duerchschnëttlech iwwer 300 Laserimpulser (rout Curve).
Mir kënnen d'Nidderfrequenz an d'Héichfrequenz Komponente vun der akustescher Behandlung kloer ënnerscheeden, déi dem Low-Frequenz-Enveloppe vum Laserimpuls respektiv der Héichfrequenzmodulatioun entspriechen.dofir gëtt den Haapteffekt vun de Breetband-Héichfrequenzkomponenten vum akustesche Signal op d'Mikrostruktur erwaart.
Déi physesch Prozesser am SLM sinn komplex a geschéien gläichzäiteg op verschiddene raimlech an temporal Skala. Dofir, Multi-Skala Methoden sinn am meeschte gëeegent fir theoretesch Analyse vun SLM. Mathematesch Modeller sollen Ufank multi-physikalesch ginn. D'Mechanik an Thermophysik vun engem multiphase medium "solid-liquid Schmelze" interacting with an inert gas material in the are then bescribed effective gass material in the are then bescribed multi-physical. s.
Heiz- a Ofkillraten bis zu \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ wéinst lokaliséierter Laserbestralung mat Kraaftdichte bis zu \(10^{13}~\text {W} cm}^2\).
De Schmelz-Stärkungs-Zyklus dauert tëscht 1 an \(10~\text {ms}\), wat zu der séierer Verstäerkung vun der Schmelzzon beim Ofkillen bäidréit.
Rapid Heizung vun der Prouf Uewerfläch resultéiert an der Formation vun héich thermoelastic Spannungen an der Uewerfläch Layer.Sufficient (bis zu 20%) Deel vun der Pudder Layer ass staark evaporated63, déi Resultater an eng zousätzlech Drock Laascht op der Uewerfläch als Äntwert op Laser Ablation.Konsequent, der induced Belaaschtung bedeitend verzerrt d'Deel Ënnerstëtzung Geometrie an thin pulses virun allem an der Géigend vun Ënnerstëtzung Geometrie. annealing Resultater an der Generatioun vun Ultraschall Belaaschtung Wellen datt aus der Uewerfläch an de Substrat propagéieren.Fir genee quantitativ Donnéeën iwwert d'lokal Stress a Spannungsverdeelung ze kréien, gëtt eng mesoskopesch Simulatioun vum elastesche Verformungsproblem konjugéiert mat Hëtzt a Massentransfer gemaach.
Déi regéierend Equatioune vum Modell enthalen (1) onbestänneg Wärmetransfergleichungen, wou d'thermesch Konduktivitéit vum Phasezoustand (Pulver, Schmelz, Polykristallin) an der Temperatur hänkt, (2) Schwankungen an der elastescher Verformung no der kontinuéierter Ablatioun an der thermoelastescher Expansiounsgleichung. Verdampfungsflux.De Massefluss gëtt op Basis vun der Berechnung vum gesättigten Dampdrock vum Verdampungsmaterial definéiert.D'elastoplastesch Spannungs-Belaaschtungsverhältnis gëtt benotzt, wou den thermoelastesche Stress proportional zum Temperaturdifferenz ass.Fir nominal Muecht \(300~\text {W}\), Frequenz \(10^5}\text, \(10^5}\text, \(0^5~}\text), {H/0-Koeffizient, \~0/0/0/0/0/0 {m}\) vum effektiven Strahlen Duerchmiesser.
Figur 3 weist d'Resultater vun numeresch Simulatioun vun der geschmollte Zone benotzt engem macroscopic mathematesch Modell.Den Duerchmiesser vun der Fusioun Zone ass \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) Radius) an \(40~\upmu \text {m}\) d'Temperatur variéiert lokal {m}\) Temperaturdéift \~ 0 Temperaturdéift (1 K) }\) wéinst dem héijen intermittierenden Faktor vun der Pulsmodulatioun.D'Heizung \(V_h\) a Killung \(V_c\) Tariffer sinn op der Uerdnung vun \(10^7\) respektiv \(10^6~\text {K}/\text {s}\). d'Iwwerhëtzung vun der Uewerflächeschicht, wou d'Wärmeleitung zum Substrat net genuch ass fir d'Hëtzt ze entfernen.Dofir klëmmt bei \(t=26~\upmu \text {s}\) d'Uewerflächentemperatur sou héich wéi \(4800~\text {K}\).Vigoresch Verdampfung vum Material kann dozou bäidroen datt d'Probe überschüsslechen Drock ausgesat gëtt an d'Exzessive Drock ausgesat gëtt.
Numeresch Simulatioun Resultater vun Schmelze Zone vun Single Laser Impulsreferater annealing op 316L Prouf Plack.D'Zäit vum Ufank vun der Pulsatiounsperiod zu der Déift vun der geschmollte Pool erreecht de Maximum Wäert ass \(180~\upmu\text {s}\).D'Isotherm \(T = T_L = 1723~ (\text tëscht der flësseg {K}\"Bar Linnen representéiert d'Flëssegkeet {K}\) ) entsprécht dem Sträitspannung berechent als Funktioun vun der Temperatur am nächste Abschnitt.Dofir gëtt am Beräich tëscht deenen zwou Isolinen (Isothermen\(T=T_L\) an Isobaren\(\sigma =\sigma _V(T)\)) déi zolidd Phase staark mechanesch Belaaschtungen ausgesat, wat zu Verännerungen an der Mikrostruktur féieren kann.
Dësen Effekt gëtt weider erkläert an der Figur 4a, wou den Drockniveau an der geschmollte Zone als Funktioun vun der Zäit an der Distanz vun der Uewerfläch geplot ass.Fir d'éischt ass den Drockverhalen mat der Modulatioun vun der Laserpulsintensitéit, déi an der Figur 2 uewen beschriwwen ass.E maximalen Drock \text{s}\) vun ongeféier \(10~\text {MPa}\) gouf observéiert am lokalen Drock bei fluctu,\(mu=26). Kontrollpunkt huet déiselwecht Schwéngungseigenschaften wéi d'Frequenz vun \(500~\text {kHz}\).Dat heescht, datt Ultraschalldrockwellen op der Uewerfläch generéiert ginn an dann an de Substrat propagéieren.
Déi berechent Charakteristiken vun der Verformungszon no bei der Schmelzzon sinn an der Fig. ähnlech zu der Uewerfläch Drock.Dëse Stress geschitt wéinst Laser Ablation, a keen thermoelastic Stress war an der Kontroll Punkten observéiert well déi initial Hëtzt-betraff Zone war ze kleng.Wann Hëtzt an de Substrat dissipated, der Kontroll Punkt generéiert héich thermoelastic Stress iwwer \(40~\text {MPa}\).
Déi erhalen moduléiert Stressniveauen hunn e wesentlechen Impakt op de Feststoff-Flësseg-Interface a kann de Kontrollmechanismus sinn, deen de Solidifikatiounswee regéiert. D'Gréisst vun der Deformatiounszon ass 2 bis 3 Mol méi grouss wéi déi vun der Schmelzzone. tëscht 300 an \(800~\upmu \text {m}\) jee no der momentaner Zäit.
Dofir féiert déi komplex Modulatioun vun der gepulster Laser-Anglühung zum Ultraschalleffekt. D'Mikrostrukturauswielungswee ass anescht wéi de SLM ouni Ultraschallbelaaschtung vergläicht. Deforméiert onbestänneg Regiounen féieren zu periodesche Zyklen vu Kompressioun a Stretching an der fester Phase. Conclusiounen bidden d'Méiglechkeet e Pulsmodulatioun-induzéierten Ultraschall-Undriff SLM-Prototyp ze designen.An dësem Fall kann de piezoelektresche Induktor 26, deen soss anzwousch benotzt gëtt, ausgeschloss ginn.
(a) Drock als Funktioun vun der Zäit, berechent op verschiddenen Distanzen vun der Uewerfläch 0, 20 an \(40~\upmu \text {m}\) laanscht d'Symmetrieachs.(b) Zäitabhängig Von Mises Stress berechent an enger fester Matrix op Distanzen 70, 120 an \(170~\upmu) vun der Prouffläch.
Experimenter goufen op AISI 321H STAINLESS Stol Placke mat Dimensiounen \(20\mol 20\mol 5~\text {mm}\).No all Laser Pulsatiounsperiod, der Plack bewegt \(50~\upmu \text {m}\), an der Laser Strahl Taille op der Zil- Uewerfläch ass ongeféier \(100~~~~HEbt sëlwecht Gleis an der selweschter Streck an der selwechter Streck an der selwechter \ strahl bis sëlwecht \ upmu ausgefouert. Schmelzen vum veraarbechte Material fir d'Verfeinerung vun der Getreide.An alle Fäll gouf d'remelted Zone sonicated, jee no der oszilléierender Komponent vun der Laser Stralung.Dëst resultéiert zu enger méi wéi 5-fach Reduktioun vun der Moyenne Getreide.Figur 5 weist wéi d'Mikrostruktur vun der Laser-geschmolten Regioun mat der Zuel vun de spéideren Remeltingzyklen (Passë) ännert.
Subplots (a, d, g, j) an (b, e, h, k) - Mikrostruktur vun Laser geschmoltenem Regiounen, subplots (c, f, i, l) - Beräich Verdeelung vun faarweg Kären.Shading representéiert d'Partikelen, déi benotzt gi fir den Histogramm ze berechnen. Faarwen entspriechen Kärregiounen (kuckt d'Faarfbar uewen um Histogramm. Subplots (ac) entspriechen onbehandelt Edelstahl, an Ënnerplots (df), (gi), (jl) entspriechen 1, 3 a 5 Remelten.
Zanter der Laser Pulsatiounsperiod Energie tëscht pafolgende Passë net änneren, der Déift vun der geschmollte Zone ass déi selwecht. Also, de folgende Kanal komplett "deckt" der viregter. Allerdéngs weist d'histogram, datt d'Moyenne an median grain Beräich mat Erhéijung Zuel vun Passë erofgoen. Dëst kann uginn, datt de Laser op de Substrat anstatt d'Schmelze wierkt.
Grain Verfeinerung kann duerch rapid Ofkillung vun der geschmollte pool verursaacht ginn65.Another Set vun Experimenter war duerchgefouert an deem d'Surfaces vun STAINLESS Stol Placke (321H an 316L) zu kontinuéierlech Wellen Laser Stralung an Atmosphär ausgesat goufen (Fig. 6) a Vakuum (Fig. 7). D'Duerchschnëtt Laser Muecht (300 W an de molen vun der Moyenne vun der Moyenne) an der Moyenne vun Experimenter. den Nd:YAG-Laser am fräilafenden Modus.Et gouf awer eng typesch Kolonnstruktur beobachtet.
Mikrostruktur vun der lasergeschmolten Regioun vun engem kontinuéierleche Wellenlaser (300 W konstant Kraaft, 200 mm/s Scangeschwindegkeet, AISI 321H Edelstol).
(a) Mikrostruktur an (b) Elektronen zréckscatter Diffraktioun Bild vun der Laser Schmelze Zone vun Vakuum kontinuéierlech Wellen Laser (konstant Muecht 100 W, Scanner Vitesse 200 mm / s, AISI 316L STAINLESS Stol) \ (\ sim 2 ~ \ Text {mbar }\).
Dofir ass et kloer gewisen datt déi komplex Modulatioun vun der Laser-Pulsintensitéit e wesentlechen Effekt op déi entstinn Mikrostruktur huet. Mir gleewen datt dësen Effekt mechanesch an der Natur ass a geschitt wéinst der Generatioun vun Ultraschallvibrationen, déi aus der bestrahlter Uewerfläch vun der Schmelz déif an d'Probe propagéieren. Intensitéit Ultraschall a verschiddene Materialien dorënner Ti-6Al-4V durchgang 26 an STAINLESS Stol 34 d'Resultat vun.The méiglech Mechanismus gëtt spekuléiert wéi follegt.Intense Ultraschall kann akustesch cavitation verursaache, wéi an ultrafast in situ synchrotron X-Ray Imaging bewisen.Den Zesummebroch vun der cavitation Bubbles am Tour generéiert d'Front erreechen Schock Wellen, \ 0; )69.Sou Schockwellen kënne staark genuch sinn fir d'Bildung vu kriteschen Gréissten zolidd-Phase-Kären a Bulkflëssegkeeten ze förderen, déi typesch Kolumnärkornstruktur vun der Schicht-fir-Schicht Additiv Fabrikatioun ze stéieren.
Hei proposéiere mir en anere Mechanismus responsabel fir strukturell Modifikatioun duerch intensiv sonication.The Material just no solidification ass bei enger héijer Temperatur no beim Schmelzpunkt an huet eng extrem niddereg yield Stress.Intens Ultrasonic Wellen kann Plastik Flux verursaache fir d'Kornstruktur vun der waarm Material just solidified änneren.Awer, zouverlässeg experimentell Donnéeën iwwert d'Temperatur Ofhängegkeet vun yield\0 (1K\0) gesinn Figur 8).Duerfir, fir d'Hypothes ze testen, hu mir molekulare Dynamik (MD) Simulatioune vun enger Fe-Cr-Ni Zesummesetzung ähnlech zu AISI 316 L Stol gemaach fir d'Ausbezuelungsverhalen no beim Schmelzpunkt ze evaluéieren. mir benotzt der Embedded Atomic Model (EAM) aus 74.MD Simulatioune goufen duerchgefouert benotzt LAMMPS Coden 75,76.Detailer vun der MD Simulatioun wäert soss anzwousch publizéiert ginn. D'MD Berechnung Resultater vun nozeginn Stress als Funktioun vun Temperatur sinn an der Figur gewisen.
Yield stress for AISI grade 316 austenitic stainless steel and model composing versus temperature for MD simulations.Experimentell Miessunge vun Referenzen: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81.refer to.(f)82 is an empirical model of-add-assisted laser facturing.The large-scale MD Simulation results in this study are denoted as \(\vartriangleleft\) for a defect-free infinite single crystal and \(\vartriangleright\) for finite grains and accounting the average grain size via the Hall-Petch relation Dimensions\(d = 50~\upmu \text {m}\).
Et kann gesi ginn, datt bei \(T>1500~\text {K}\) de Stroumspannung ënner \(40~\text {MPa}\) fällt. Op der anerer Säit, Schätzunge virauszesoen datt d'laser-generéiert Ultraschallamplitude \(40~\text {MPa}\) iwwerschreift (kuckt Fig. 4b), wat genuch ass fir Plastiksfloss ze induzéieren, just fest an de waarme Material z'induzéieren.
D'Mikrostrukturbildung vum 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) austenitesche Edelstol während SLM gouf experimentell mat enger komplexer Intensitéit-moduléierter gepulster Laserquell ënnersicht.
Grain Gréisst Reduktioun an der Laser Schmelze Zone gouf duerch kontinuéierlech Laser remelting no 1, 3 oder 5 Passë fonnt.
Makroskopesch Modeller weisen datt d'geschätzte Gréisst vun der Regioun, wou d'Ultraschalldeformatioun positiv op d'Verstäerkungsfront beaflosse kann, bis zu \(1~\text {mm}\).
De mikroskopesche MD Modell weist datt d'Ausbezuelkraaft vum AISI 316 austenitesche Edelstol wesentlech reduzéiert gëtt op \(40~\text {MPa}\) no beim Schmelzpunkt.
Déi kritt Resultater proposéiere eng Method fir d'Mikrostruktur vu Materialien mat komplexe moduléierte Laserveraarbechtung ze kontrolléieren a kënnen als Basis déngen fir nei Ännerunge vun der gepulster SLM Technik ze kreéieren.
Liu, Y. et al. Mikrostrukturell Evolutioun a mechanesch Eegeschafte vun in situ TiB2/AlSi10Mg Composites duerch Laser selektiv Schmelzen [J].J.Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. et al.Recrystallization Kär Grenz Engineering vun Laser selektiv Schmelze vun 316L STAINLESS Stol [J].Journal of Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. In situ Entwécklung vu Sandwich-Mikrostrukturen mat verstäerkter Duktilitéit duerch Laser-Erhëtzung vu Laser-geschmëlzene Titanlegierungen.Wëssenschaft.Rep.10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. et al.Additive Fabrikatioun vun Ti-6Al-4V Deeler vun Laser Metal Oflagerung (LMD): Prozess, microstructure a mechanesch Properties.J.Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. et al.Microstructural modeling of laser metal powder directed energy deposition of Alloy 718.Add to.manufacture.25, 357-364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey, M. et al. Parametric Neutron Bragg Edge Imaging Study of Additively Manufactured Samples Treated by Laser Shock Peening.science.Rep.11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al.Gradient Mikrostruktur a mechanesch Eegeschafte vun Ti-6Al-4V additiv fabrizéiert vun Elektronenstrahl Schmelzen.Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).