增材制造高熵合金应力检测与调控技术
2025-01-30 19:36
No.1334608120554725376
技术概要
PDF全文
本技术方案专注于增材制造领域,介绍了一种集成电磁检测与原位调控的增材高熵合金残余应力处理方法。该方法旨在提升金属型高熵合金在增材制造过程中残余应力的检测与调控效率。
背景技术
金属型高熵合金是由五种或更多摩尔比大致相等的主要元素组成的一种合金。这种独特的成分导致金属间化学键增强,原子结构复杂性增加,使得高熵合金表现出卓越的性能组合,例如高强度、高硬度、良好的耐磨性、优异的耐腐蚀性和低温力学性能等。因此,对于金属型高熵合的需求随着低温压力容器、核能、深空和深海探测等行业快速发展也在快速增加。 目前,传统的金属型高熵合金制造方法,如电弧熔炼和铸造,在平衡凝固过程中会出现合金各组成元素分布不均匀的现象(偏析现象),这对高熵合金的控制提出了挑战。然而,金属增材制造技术的出现为高效制备金属型高熵合金零部件提供了又一套可行性方案。此外,金属增材制造技术还提高了材料利用率和降低了复杂结构零部件的制造成本。 然而,在增材制造过程中,零部件内部不可避免的存在加大的温度梯度,这会导致零部件制造完成后,内部仍会存在一部分的内应力,即残余应力。在加上金属型高熵合金较大的材料强度,会导致增材制造的金属型高熵合金内部存在较大的残余应力。而残余应力的存在会导致零部件开裂、变形、力学性能和服役寿命的降低。 目前增材制造类企业对金属型高熵合金机械零部件的残余应力调控方式主要为热处理。然而,热处理则需要消耗较大的能量,污染严重,需要消耗较多的时间。此外,热处理还会导致材料强度降低、氧化以及微观组织改变等问题。 电磁残余应力调控是一种利用材料在磁化过程中发生的磁致伸缩效应来调控残余应力的方法。其具有绿色、高效、操作简单、成本低和提升材料力学性能等优点。但对于较大的零部件,残余应力调控则需要较大的外磁场,这将导致成本大幅提升。 在残余应力检测方面,电磁检测是一个新兴的无损检测技术,其具有响应快、体积小、成本低的优点。同样的,对于较大的零部件,会因单点检测导致检测效率较低的问题。 针对上述问题,本专利开发一种增材制造金属型高熵合金残余应力电磁智能检测与原位调控一体化方法,该方法可以对较大的增材制造金属型高熵合金零部件进行多点残余应力的同时检测,并无需下线和更换设备,则可以对残余应力进行原位调控,从而提高检测和调控效率以及避免因检测位置与调控位置不一致而造成的调控效果差的问题。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
宋和川  高智颖  张勃洋  张清东  周晓敏
技术所属: 北京科技大学
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