一种提升AlCoCrFeNi

一种提升alcocrfeni
2.1
高熵合金的强度和延展性的方法
技术领域
1.本发明涉及金属材料增材制造领域，具体涉及一种提升alcocrfeni
2.1
高熵合金的强度和延展性的方法。


背景技术：

2.alcocrfeni
2.1
高熵合金是一种共晶高熵合金，该合金只含有两个相，一个是简单fcc相，另一个是具有简单立方点阵b2型结构的金属间化合物相。
3.传统工艺制备的alcocrfeni
2.1
共晶高熵合金合金由于温度梯度和冷却速率较低，强度不足以满足工程应用要求。传统工艺中复杂的步骤、高成本和对模具的高度依赖，限制了生产ehea的轻质、可定制和非组装复杂产品的途径。传动工艺需要制造模具或模板，耗时耗费成本高，因为一些内部结构难以控制，铸造技术制造出来的产品质量稳定性差，生产效率低，需要较长的生产周期，只能使用一些特定的铸造材料，无法实现多材料混合制造，在制造复杂产品时难以实现高精度，而对精度要求相对较高的产品则需要额外的工序来进行后处理。随着航空航天部件工程要求的提高和服役环境的恶劣，要求研制出具有更高强度和更好塑性的整体结构件。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中制备的alcocrfeni
2.1
共晶高熵合金的内部结构难以控制的问题，本发明提供了一种提升alcocrfeni
2.1
高熵合金的强度和延展性的方法。
5.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
6.一种提升alcocrfeni
2.1
高熵合金的强度和延展性的方法，包括以下步骤：
7.s1.利用激光选区融化设备通过在不同的区域输入不同的激光能量密度进行alcocrfeni2.1高熵合金样品打印；
8.s2.对打印出来的样品进行力学性能测试以及微观组织分析，得到高熵合金样品硬区和软区的数值以及对应的激光能量密度；
9.s3.根据得到的硬区和软区的数值重新设定激光选区融化设备，使得激光选区融化设备打印硬区时的激光能量密度大于打印软区时的激光能量密度；
10.s4.利用重新设定后的激光选区融化设备进行alcocrfeni2.1高熵合金成品的打印，打印过程中将硬区打印成片层结构1，将软区打印成胞状结构2，片层结构1之间通过胞状结构2相互连接。
11.所述步骤s2分析得到的硬区和软区的临界硬度值为1100mpa。
12.所述步骤s3激光选区融化设备在打印硬区时的激光能量密度为150-200j/mm3，激光选区融化设备在打印软区时的激光能量密度为100-150j/mm3。
13.所述步骤s4打印出来的alcocrfeni2.1高熵合金成品中片层结构1为多个且成矩阵状均匀排列。
14.所述矩阵相邻排之间的片层结构1错位分布。
15.所述片层结构1为矩形。
16.所述片层结构1的长为1.8mm、宽为0.8mm。
17.所述胞状结构2的形状与片层机构1的形状对应，胞状结构2的宽为0.2mm。
18.所述片层架构1的边为波浪形。
19.本发明与现有技术相比存在的优点是：
20.本发明通过激光选区融化设备在不同的区域采用不同的激光能量密度进行打印，打印出来的alcocrfeni
2.1
高熵合金成品内部结构由胞状结构和片层结构组成，形成仿生砖砌结构，达到alcocrfeni
2.1
高熵合金成品内部结构可控的目的，生产出来的成品硬区和软区之间相互作用/耦合，通过软区限制硬区，从而使得生产出来的alcocrfeni
2.1
高熵合金表现出优异的塑形和高强度的抗拉性能。
附图说明
21.图1是利用本发明方法打印出来的alcocrfeni
2.1
高熵合金内部结构示意图。
22.图中：1、片层结构；2、胞状结构。
具体实施方式
23.受生物启发的结构材料作为工程部件通常表现出出色的机械性能。特别是，强度和韧性被认为是相互制约的性能。长期进化的自然启发的结构材料具有优异的力学性能，这些特性源于生物组织的复杂微观结构。珍珠层是一个众所周知的例子，其高度有序的异质结构特征呈现砖和砂浆的形态，其中砖片与砂浆之间通过柱状排列紧密地隔开。通常，生物启发的仿生结构采用了“硬砖和软砂浆”策略，该策略源自珍珠层结构。由于其高矿物成分浓度，大多数“砖”相表现出高刚度，而少数含有聚合物组分的“砂浆”相则表现出塑性。新兴的3d打印技术可以开发复杂的三维框架，从而大大提高了制造高精度复杂结构的能力。
24.本发明采取仿造生物的策略，设计由软砂浆(相对较低能量密度，胞状结构较多)来限制硬砖块(相对较高能量密度，片层结构较多)的金属复合材料。
25.本发明提供的一种提升alcocrfeni
2.1
高熵合金的强度和延展性的方法，包括以下步骤：
26.s1.利用激光选区融化设备通过在不同的区域输入不同的激光能量密度进行alcocrfeni
2.1
高熵合金样品打印，通过调整激光功率及扫描速度来改变激光能量密度，得到三维块状金属复合材料。
27.s2.对打印出来的样品进行力学性能测试以及微观组织分析，找出塑性高强度差(胞状结构)以及强度高塑性差(片层结构)作为软相与硬相，得到高熵合金样品硬区和软区的临界硬度数值为1100mpa，硬度大于1100mpa的为硬区，硬度小于1100mpa的为软区，硬区对应的激光能量密度范围为150-200j/mm3具体选择141.41j/mm3，软区对应的激光能量密度范围为100-150j/mm3具体选择166.67j/mm3。
28.s3.根据得到的硬区和软区的数值重新设定激光选区融化设备，使得激光选区融化设备打印硬区时的激光能量密度大于打印软区时的激光能量密度。
29.s4.利用重新设定后的激光选区融化设备进行alcocrfeni
2.1
高熵合金成品的打印，打印出来的alcocrfeni
2.1
高熵合金成品包括胞状结构2和片层结构1，片层结构1为硬
区，胞状结构2为软区，片层结构1为多个且成矩阵状均匀排列，矩阵相邻排之间的片层结构1错位分布，相邻的片层结构1之间通过胞状结构2相互连接形成砖砌结构，砖砌结构属于异质结构的一种，在异质区域(硬区和软区)之间可以发生相互作用/耦合从而产生协同效应，片层结构1为矩形，片层结构1的长为1.8mm、宽为0.8mm；胞状结构2的形状与片层机构1的形状对应，胞状结构2的宽为0.2mm。
30.这种“砖和砂浆”结构的样品会表现出优异的塑性和高强度的抗拉性能。与由塑性较好的材料组成的砂浆域相比，砖域具有由强度较好的材料组成的不对称布局，表现出相对较低的变形阻力。所以，软域和硬域的这种组合导致复合材料在受力过程中出现异质变形行为，从而影响复合材料的综合的力学性能。
31.由于长方体砖块各角都是直角，可能会导致应力集中，可以采取设计倒角或其他形状。
32.设计小砖块各边可以为波浪形，砖块的末端可以设计有燕尾状的特征。这样的结构，在拉力的作用下的滑移过程中，每一层都在互相滑动，小砖块之间必须相互挤压，这就产生了连续的互锁作用及大范围的加工硬化作用。
33.本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.利用激光选区融化设备通过在不同的区域输入不同的激光能量密度进行alcocrfeni2.1高熵合金样品打印；s2.对打印出来的样品进行力学性能测试以及微观组织分析，得到高熵合金样品硬区和软区的数值以及对应的激光能量密度；s3.根据得到的硬区和软区的数值重新设定激光选区熔化设备，使得激光选区融化设备打印硬区时的激光能量密度大于打印软区时的激光能量密度；s4.利用重新设定后的激光选区融化设备进行alcocrfeni2.1高熵合金成品的打印，打印过程中将硬区打印成片层结构(1)，将软区打印成胞状结构(2)，片层结构(1)之间通过胞状结构(2)相互连接。2.根据权利要求1所述的一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，所述步骤s2分析得到的硬区和软区的临界硬度值为1100mpa。3.根据权利要求1所述的一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，所述步骤s3激光选区融化设备在打印硬区时的激光能量密度为150-200j/mm3，激光选区融化设备在打印软区时的激光能量密度为100-150j/mm3。4.根据权利要求1所述的一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，所述步骤s4打印出来的alcocrfeni2.1高熵合金成品中片层结构(1)为多个且成矩阵状均匀排列。5.根据权利要求4所述的一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，所述矩阵相邻排之间的片层结构(1)错位分布。6.根据权利要求1所述的一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，所述片层结构(1)为矩形。7.根据权利要求6所述的一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，所述片层结构(1)的长为1.8mm、宽为0.8mm。8.根据权利要求1所述的一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，所述胞状结构(2)的形状与片层机构(1)的形状对应，胞状结构(2)的宽为0.2mm。9.根据权利要求6所述的一种提升alcocrfeni2.1高熵合金的强度和延展性的方法，其特征在于，所述片层架构(1)的边为波浪形。

技术总结
本发明涉及金属材料增材制造领域，具体涉及一种提升AlCoCrFeNi


技术研发人员：吕云卓 关昊天
受保护的技术使用者：大连交通大学
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/28