2016年外文翻译--激光近净成形（LENS）Fe3Al类金属间化合物的微观组织结构和力学性质（译文）

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1、 中文 5350 字 文献出处： Durejko T, Zitala M, aziska M, et al. Structure and properties of the Fe 3 Al-type intermetallic alloy fabricated by laser engineered net shaping (LENS)J. Materials Science & Engineering A, 2016, 650:374-381. 激光近净成形（ LENS） Fe3Al类金属间化合物的微观组织结构和力学性质 Tomasz Durejko;Micha Zitala;Magda a

2、ziska;Stanisaw Lipiski;Wojciech Polkowski, Tomasz Czujko , Robert A. Varin 摘要 本文介绍了激光近净成形（ LENS）技术制造的 Fe3Al-0.35Zr-0.1B 合金的微观组织结构和力学性能。通过选择合理的工艺技术参数，可以获得较低孔隙率和形状一致性较好的结构。获得的 Fe3Al 基合金样品化学成分均匀，而且成形结构底部为柱状晶，在中心和边缘为等轴晶。相分析结果表明，（成形结构中）存在 B2 结构的 Fe3Al 金属间化合物相组织和（ Fe，Al)2Zr Laves 相组织。在 450下进行 50 小时等温退火将会使

3、 B2 向平衡的 DO3结构转变。虽然 B2 结构的 Fe3Al 基合金成形样品退火后转变为 DO3结构，但屈服强度和极限抗拉强度并未有明显变化。然而， DO3结构将会导致伸长率显着增加，特别是在升高温度情况下更加明显。 1.引言 基于诸如铁，钛，镍，铌和钴的过渡金属的铝化物的有序金属间合金可以在高于现代超级合金的温度下使用，同时提供较好的比力学性能，这主要是因为它们的密度较低，一般在5.4 6.7g / cm 3。 含有 大量铝元素（ 10-20）形成不透性氧化物层，可以接近 1000的温度下防止氧化，硫化和渗碳。 FeAl（ B2）和 Fe3Al（ DO3）金属间相在 600以上具有高的抗

4、氧化，耐腐蚀，耐磨损和抗蠕变性。 通过与 Mo， Hf， Nb， Zr 和 Ta 的合金化获得更好的抗蠕变性 7-12。 掺杂 Zr 导致形成硬的（ Fe,Al)2Zr 拉夫斯相沉淀物，改善高温下的 力学性能 10-14。 这些合金材料可以用于各种高温应用，例如炉具固定装置，热交换器管，催化转化器基底，汽车和其它工业阀门部件或在熔盐环境中工作的部件 5,15。 缺点是它们收缩率大，铸造性差 16。 因此，应用基本粉末混合物的烧结或热挤压生产 FeAl 或 Fe3Al 合金 4,17-19。 然而，将粉末烧结技术应用于 FeAl 或 Fe3Al 基化合物的制造需要消耗高能量消并且生产率相低，这导

5、致高生产成本 17。 加工金属基合金的最合适的技术是增材制造，然而，到目前为止，仅在少数文献中报道20-22。 最近， Durejko et al。 23报道了通过使用激光工程净成形（ LENS）技术成功制造 Fe3Al / SS316L 渐变结构。 在文中，作者应用了一种新颖的 LENS 制造方法来生产掺杂有锆和硼的致密的 Fe3Al基金属间合金。 LENS 技术允许同时引入合金元素并控制制造的 Fe3Al 金属间元素的结构和外部几何形状，特别是高温情况。本方法集中研究 LENS 工艺参数和所得微结构之间的关系。 因此，提出和讨论了制造在高温下应用的最佳性能的材料的工艺参数。 2.材料和方法

6、 2.1.工艺 基于高功率激光（ 500W）辅助选择性烧结的 LENS MR-7 系统（ Optomec， USA），先将金属或陶瓷粉末沉积和熔融在基底或预先构建的层上 24。 LENS 装置的硬件和计算机软件提供制造多功能和多成分材料的可能性，包括具有分级结构的材料。 通常在 LENS 技术中使用具有在 44-150m 范围 内的粒径和球形的高纯度金属合金粉末作为初始批料。 高品质粉末的应用确保最终产品的质量。 LENS 制造过程从 CAD 实体模型开始。 LENS 系统配备了基于 Windows 的软件以便于设计从计算机零件切片和工具路径生成到最终沉积过程的制造过程。 LENS 控制软件用于在沉积过程中控制系统。该软件允许操作员使用先前由 PartPrep 软件（ Optomec， USA）产生的文件来构建金属部件。 LENS 控制软件可以修改沉积参数，例如：粉末流速，层厚度，激光功率或加速度以及在建造过程中激光工作台的减速。 2