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Institute of Chartered Financial Analysts of India:18Cr-8Ni与42CrMo4高性能合金固态添加剂制造中的结合界面分析

论论资讯 | 2023-03-01 3热度

Metals

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Analysis on Bonding Interface during Solid State Additive Manufacturing between 18Cr-8Ni and 42CrMo4 High Performance Alloys

Moinuddin S.Q.; Machireddy V.V.; Raghavender V.; Kaniganti T.B.; Sarila V.; Ponnappan S.M.; Shanmugam R.; Cheepu M.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/met13030488

研究背景

近年来,使用3D打印技术制造各种材料的近净成形零部件的需求不断增加。虽然有多种添加制造方法可以使用不同材料构建各种零部件,但使用传统方法构建高温和蠕变阻力不兼容的材料组合的零部件是具有挑战性的。因此,本研究旨在研究固态焊接(摩擦焊接)用于添加制造(SSAM)不兼容材料,即合金Cr18-Ni8和42CrMo4低合金的交替层。为了获得所需的各向同性特性和高强度,必须加强界面键合强度。由于固态焊接时键合界面的温度较低,因此无法形成二次相。为了获得最高的键合强度,使用设计实验(DOE)和Box-Behnken设计模型以及方差分析(ANOVA)来检查最佳工艺参数。主要的工艺参数包括压力、摩擦压力和烧蚀长度,这些参数被改变以获得最佳条件。此外,通过微观结构特征以及微硬度和键合强度等机械特性来检查键合界面。界面由不同区域混合的合金组成,例如动态再结晶区和热机械影响区。混合层显示出C和Mo向Cr18-Ni8合金的迁移,并分离了Fe和Ni带。断口分析显示出韧性和略微脆性的断口表面,具有混合模式。通过研究界面厚度对键合强度的影响,确定了键合强度和界面厚度之间的关系。

研究内容

本研究使用固态焊接技术来研究不兼容材料的添加制造。通过设计实验和方差分析,确定了最佳的工艺参数。使用微观结构特征和机械特性来检查键合界面,并确定了键合强度和界面厚度之间的关系。研究结果表明,使用固态焊接技术可以有效地加强界面键合强度,从而获得所需的各向同性特性和高强度。

研究意义

本研究使用固态焊接技术来研究不兼容材料的添加制造,具有创新意义。使用设计实验和方差分析确定最佳工艺参数,为固态焊接技术的应用提供了参考。通过研究键合界面的微观结构特征和机械特性,可以更好地理解不兼容材料的添加制造过程,并为未来的研究提供了参考。此外,本研究结果可以为制造高强度和各向同性特性的零部件提供重要的参考。

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