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bcc是什么意思(bcc体心立方结构)( 二 )


▲图3应用于梯度材料制造的DED-LB工艺操作图
设备
Optomec镜头850 R
激光功率(p)
400瓦
扫描速度(v)
5毫米/秒
地板面高度
0.2毫米
保护气体
氩
光点直径
1.4毫米
16升粉末进料速度
4克/分钟
Fe–9cr–1mo粉末进料速度
2克/分钟
能量密度(P/v.Dspot)
57焦耳/平方毫米
表2 DED-LB参数设置
DED-LB试样经630℃马氏体回火8小时，并对电子束异质焊缝进行了比较 。设定-电子束焊接焦点50mm，焊接速度2000mm/min，加速电压60kV 。在没有镍基合金填料的5 mm厚的板上进行电子束焊接 。所有样品的焊后热处理-PWHT也在630℃下进行8小时 。为了更好地进行光学金相分析，将样品抛光，在10体积%草酸中连续蚀刻以更好地显示奥氏体微观结构，并用Villela试剂蚀刻以显示马氏体结构 。两步刻蚀前，用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子背散射衍射(EBSD)进行了分析 。分别从同一DED-LB样品中提取的两个样品用于研究回火热处理的效果 。这同样适用于电子束(EB)焊接 。
在100克载荷的电子束焊缝和50克载荷的DED-LB试样上测量维氏显微硬度 。对于DED-LB样品，两次测量之间的间隔在X和Y方向上设定为100微米 。这提供了两种材料之间界面的硬度图 。但由于焊接面积远大于添加剂制成的混合面积，因此用于测量的载荷不同，对于电子束焊接的样品，两个压痕之间的空设置为X方向200微米，Y方向500微米 。
【bcc是什么意思(bcc体心立方结构)】
热处理后，在20℃、400℃和550℃下对具有梯度区域的平面试样和横截面中心的焊缝进行拉伸试验，以测试拉伸性能 。在焊缝和梯度方向(平行于增材制造的建造方向)施加应力，应变速率为每秒10000个零件 。DED-LB样品在测试前没有进行表面处理，因此表面粗糙 。使用体素尺寸为7.5微米的显微断层扫描来表征标距长度 。因为破坏并不总是发生在薄试件的最薄处，材料的性质和试验温度也决定了破坏区域，所以拉伸曲线是用平均规截面来画的 。
3.DED-LB梯度材料结果
3.1.微观结构研究
蚀刻后的316 l/Fe–9cr–1mo梯度样品的横截面光学图像如图4 (c)和4 (d)所示 。你可以看到这两种材料之间的结合界面 。在这些只有几个孔的样品中没有观察到大的缺陷 。36L侧的特征是位于构建方向(BD)的细长晶粒(图4(b))，而Fe–9Cr–1mo侧的特征是马氏体(图4 (a)和(e)) 。层间稀释率很大，80%左右 。即使在最后316 L、100%沉积的Fe–9cr–1mo粉末层之后，只要这两种合金在熔池中完全混合，最后沉积层的成分将由80%新熔化的316 L和20%新的Fe–9cr–1mo组成 。因此，在316 L和Fe–9cr–1mo之间观察到一个平滑的梯度区域——它根本没有被两种蚀刻剂蚀刻 。未蚀刻区域的长度约为1.5毫米..

▲图4两步刻蚀后DED-LB样品的光学显微图(BD-build方向，SD-scan方向) 。在BD平面内，垂直于SD——(a)马氏体和(b)奥氏体显微组织，(c)梯度试样；在BD和SD平面中-(d)梯度样品，(e)马氏体和(f)奥氏体微观结构 。
▲图5梯度区分析:(a)显微组织的FSE图像概述，(b)能量色散图，(c)远离梯度区的Fe–9cr–1mo马氏体显微组织的正面散射电子图 。

▲图6(a)316 l和梯度区(1像素= 0.2微米)界面处的EBSD IPF图和(b) EBSD相图 。IPF图平行于构建方向，10晶粒边界以黑色显示 。
在图5 (a)中，316 L侧完全是奥氏体，大晶粒穿过几个熔池，向热梯度方向拉伸；Fe–9cr–1mo侧完全为马氏体(图5 (c)) 。EDS曲线(图5 (b))显示化学梯度实际上大于图1中未蚀刻区域的化学梯度 。根据预测的电子(FSE)像和能谱(图5 (a)、(b))，成分变化的前300微米主要是奥氏体，之后显微组织主要是马氏体 。在EBSD图(图6 (a)和6 (b))中存在大约100微米的梯度带，其中奥氏体和体心立方-BCC混合 。一些中心区域的形态表明它们可能是铁素体而不是马氏体 。由于BCC域相对较小，EBSD不容易区分这两个阶段 。
而316 L和Fe–9cr–1mo之间的中间成分，通过舍弗勒图显示成分异常的铁素体(可区分A(奥氏体)、F(铁素体)和M(马氏体)的区域范围) 。事实上，由于冷却速率较高，在增材制造中很有可能将δ铁素体保持在高温区 。
远离梯度区域的金属基板的微观结构不会因热处理而改变(图7 (a)和(c)) 。这种回火热处理不会改变铬和镍的成分分布，因为温度和持续时间不足以使这些元素均匀化 。在过渡区中，通过热处理诱发马氏体侧奥氏体相和奥氏体侧晶界上铁素体相的形成(图7 (b)和(d)) 。热处理后，奥氏体/马氏体混合区似乎更宽，热处理后马氏体侧形成的奥氏体更细小，分布更均匀 。这些BCC区域在热处理后也更细，表明该区域在热处理过程中可以部分奥氏体化，因为与Fe–9cr–1mo相比，其特定成分降低了Ae1和Ae3 。


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