功能梯度材料设计方法学：考虑开裂的框架
材料科学
2023-05-22 v2 应用物理
摘要
在采用定向能量沉积（DED）增材制造（AM）制备的功能梯度材料（FGMs）中，可能因凝固过程中的枝晶间应力、金属间化合物的形成或残余应力的累积而产生裂纹。本研究在我们先前提出的三合金 FGM 系统可行性图概念基础上，通过同时考虑凝固开裂来识别避免 FGMs 中有害相的梯度路径。此处，将五个凝固开裂判据整合进可行性图，并基于 Scheil 结果（称为 Scheil-平衡模拟）开展平衡模拟，以在考虑凝固微观偏析的情况下预测固相线温度以下的相形成。新的可行性图应用于四个先前研究的 FGM 体系，新提出的方法在实验观测到的开裂区域预测出高开裂敏感性、有害相形成或枝晶间 BCC 相形成。这表明所提框架在未来 FGMs 梯度路径设计中的裂纹预测具有实用性。
引用
@article{arxiv.2303.11849,
title = {Design methodology for functionally graded materials: framework for considering cracking},
author = {Zhening Yang and Hui Sun and Zi-Kui Liu and Allison M. Beese},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11849},
year = {2023}
}
备注
40 pages, 15 figures