核用铁铬铝（FeCrAl）合金增材制造技术：综述(2)
时间:2024-11-07 08:43 来源:长三角G60激光联盟 作者:admin 点击:次
图7.经AM处理的FeCrAlY-0 wt.%TiC的TEM分析。(a)-(c)颗粒和相应的EDS分析;(d)核壳粒子形成过程示意图。
图8.基于多物理场的L-PBF和DED过程计算分析。(a)-(d)熔池凝固的有限元模拟，显示凝固温度（Tsol）和凝固速率（Vsol）的差异。
图9.平行（a）和垂直（b）于成型方向的L-PBF打印试样的电子背散射衍射（EBSD）扫描图及其纹理图。
图10.(a)横向打印的316L样品和(b, c)重新扫描后的316L样品沿成型方向(BD)的EBSD 逆极图和纹理图，(b)代表重新扫描方向(RD)的样品，(c)代表扫描方向(SD)的样品。
图11.L-DED制作的铁铬铝样品的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF STEM）显微图，显示向外和向内生长的氧化物。
已发表的有关铁铬铝合金AM的研究，为了解这种生产工艺的前景和障碍及其微观结构属性提供了深入的见解。在某些研究中，研究结果的差异是显而易见的，尤其是在基于激光的 AM技术中纳米氧化物的形成方面。总的来说，通过集体分析，科研人员得出后续的观察结果和推论。公开文献中关于通过AM路线制造铁铬铝材料及其辐照响应的研究有限，这表明在基于AM制造这些材料的制造科学方面存在大量深入研究的机会，来有效提高核应用中的性能。可以从以下几个关键方面进行探索。 1.基于铁铬铝的AM技术处于起步阶段。大多数研究在该系统中采用了L-PBF和L-DED技术。目前的文献表明，基于电子的增材制造技术在该系统中的应用还没有达到同样的程度。 2.通过AM制造的铁铬铝的特性和性能在很大程度上取决于工艺参数，如激光功率、扫描策略以及打印过程中的腔室气氛。特别是观察到腔室气氛在形成原位氧化物方面起着重要作用，而原位氧化物会影响制造部件的力学性能和抗辐照性能。 3.一些研究表明，与传统制造的部件相比，AM制造的部件具有更好的抗氧化性能，这主要是由于在AM部件中形成了有利的氧化层。 4.虽然目前还没有关于AM制造的铁铬铝部件抗辐照性能的直接研究，但基于激光的焊接研究表明，在中子辐照下，AM制造的铁铬铝部件具有良好的辐照响应，这表明AM加工的铁铬铝部件的辐照性能有望得到改善。 以上列举的是文献中的可用信息，但在铁铬铝AM这一相对较新的领域中，还存在很大的差距，概述如下。 1.有限的铁铬铝合金AM研究主要集中在适合核应用的成分窗口之外的合金上，并指出AM 制造的铁铬铝合金具有高度的各向异性；需要谨慎的成分控制；以及需要物理驱动的工艺优化。 2.计算-实验方法有助于从根本上了解基于激光的AM制造的FeCrAl-ODS合金的加工-结构-性能关系，也为以较低成本制造性能更强、无裂纹和气孔等缺陷的核反应堆部件铺平了道路。 3.需要对AM铁铬铝合金在不同环境下的高温抗氧化性进行深入探讨，以便更好地了解其潜在机理，而有关AM铁铬铝合金在其他环境下抗氧化性的文献资料非常稀少。 4.需要探索AM技术中原位氧化的优势，实现氧化物纳米颗粒在整个基体中的均匀分散。 5.在对AM制造的铁铬铝合金进行辐照研究方面存在较大研究空白，需要探索AM制造的铁铬铝合金在核反应堆部件中的应用。 论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nme.2024.101702 (责任编辑：admin) |