合金元素的微偏析對(duì)激光表面工程化718合金沉淀行為的影響

來(lái)源：長(zhǎng)三角G60激光聯(lián)盟

導(dǎo)讀：本文通過(guò)3-D APT對(duì)合金元素在局部區(qū)域的微觀偏析進(jìn)行定量元素分析，以納米尺度對(duì)結(jié)果進(jìn)行了合理化。

激光表面工程已被用于模擬718合金的激光增材制造過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)演變，特別是當(dāng)這些層被連續(xù)熔化和固化時(shí)。激光表面熔化的718合金樣品熔合區(qū)中合金元素的微觀偏析對(duì)局部沉淀行為有很大影響�？焖偃刍�和凝固產(chǎn)生的枝晶結(jié)構(gòu)顯示出三個(gè)不同的區(qū)域——a）枝晶核心和b）枝晶外圍，以及c）枝晶間通道。富含Nb、Mo和C的枝晶間通道包含Laves相和碳化物的離散聚集體，它們作為平衡δ相的優(yōu)先成核位點(diǎn)。這些通道中的Nb富集也導(dǎo)致在隨后的退火過(guò)程中γ”沉淀的高密度。使用SEM、現(xiàn)場(chǎng)特定TEM（衍射對(duì)比度和相位對(duì)比度）和原子探針層析成像（APT）在不同長(zhǎng)度尺度上進(jìn)行的顯微檢查揭示了成分不均勻合金718中沉淀過(guò)程的幾個(gè)迄今未知的特征，這些特征在激光增材制造生產(chǎn)的部件中總是會(huì)遇到。通過(guò)3-D APT對(duì)合金元素在局部區(qū)域的微觀偏析進(jìn)行定量元素分析，以納米尺度對(duì)結(jié)果進(jìn)行了合理化。

1 介紹
718合金以其良好的可鍛性、可焊性以及高達(dá)650°C的蠕變和抗疲勞性能而聞名，已就其沉淀行為、強(qiáng)化機(jī)制進(jìn)行了廣泛研究，以及激光和電子束焊接和金屬沉積過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展。近年來(lái)，718合金作為添加劑制造的候選高溫合金材料，引起了一些研究人員的特別關(guān)注。這主要是因?yàn)�，�?duì)于這種合金，額外制造的部件表現(xiàn)出相同或甚至比常規(guī)加工的部件更好的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。

718合金DA的時(shí)間-溫度-變形時(shí)間表。標(biāo)記物表示在指定的時(shí)間內(nèi)直接老化的樣品（以小時(shí)為單位）。

合金718是一種多晶沉淀硬化鎳基高溫合金，用作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪盤(pán)。更經(jīng)濟(jì)的航空旅行在未來(lái)至關(guān)重要，因?yàn)槭澜缒旰娇战煌�量大約每二十年翻一番，其中關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是希望覆蓋更長(zhǎng)的距離并縮短旅行時(shí)間。因此，在更高的工作溫度和工作負(fù)載下提高飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)效率需要具有更高高溫耐久性的材料。然而，在高機(jī)械使用應(yīng)力下，在當(dāng)前工作溫度～650°C下，在當(dāng)前約650°C的工作溫度下，開(kāi)發(fā)新型合金和/或?qū)ΜF(xiàn)有合金進(jìn)行先進(jìn)的新型熱機(jī)械加工目前面臨的挑戰(zhàn)是達(dá)到>100，000小時(shí)的服務(wù)周期。

718合金部件的常規(guī)制造路線包括鑄造、鍛造和適當(dāng)?shù)臒崽幚�，以產(chǎn)生最佳晶粒尺寸和所需的金屬間沉淀分布。關(guān)于這種常規(guī)加工的718合金中沉淀相演變的詳細(xì)研究使用了（a）溶解狀態(tài)或（b）鍛造狀態(tài)下的起始材料。基本上，這兩種情況下的起始結(jié)構(gòu)都是化學(xué)均勻的。然而，據(jù)報(bào)道，初始鍛造條件下（稱為直接時(shí)效）的最佳時(shí)效材料的抗拉強(qiáng)度比初始固溶條件下高約10%。最近的研究表明，直接老化材料中拉伸性能的提高是由于老化材料中γ“/γ’/γ”三聯(lián)體的普遍存在。

透射電鏡〈100〉 BF 和〈100〉 g（200）γ“ DF 圖像，帶有衍射圖案插圖。細(xì)而粗的γ和γ“沉淀物在衍射圖案中提供超晶格反射。

相比之下，增材制造路線產(chǎn)生凝固微觀結(jié)構(gòu)，基本上包含柱狀晶粒，其中含有枝晶/胞體和沉淀物分布，這是由連續(xù)加熱和冷卻循環(huán)產(chǎn)生的，加工材料的每個(gè)區(qū)域都經(jīng)歷了這些循環(huán)�？刂七@種微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展的因素是（i）凝固過(guò)程中發(fā)生在細(xì)胞/枝晶內(nèi)部和之間的合金元素的重新分布，（ii）這些區(qū)域中沉淀的穩(wěn)定性、順序和動(dòng)力學(xué)，以及（iii）不同成分的不同區(qū)域的凝固后熱歷史的影響。

激光增材制造（LAM）工藝的主要目的是從合適的合金粉末直接從CAD文件中制造高密度、近凈形狀的復(fù)雜形狀產(chǎn)品。適用于增材制造的合金，在加工狀態(tài)下，應(yīng)達(dá)到與常規(guī)鑄造、熱鍛和熱處理工藝接近的性能。718合金確實(shí)符合這一要求。已經(jīng)證實(shí)，在加工狀態(tài)下，添加制造（AM）合金718（在枝晶間通道中含有Laves相沉淀分布）具有比常規(guī)加工材料更好的拉伸延展性，盡管屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度值稍低。在隨后的老化過(guò)程中，隨著亞穩(wěn)態(tài)γ′和γ〃相的析出，強(qiáng)度值恢復(fù)到與常規(guī)加工材料相當(dāng)?shù)乃�平，但�?huì)有一定的延性損失。

激光模式APM重建條件（a）鍛造，（b）0.2小時(shí)DA，（c）0.6小時(shí)DA和d）完全DA。

上圖a中的鍛造條件表現(xiàn)出精細(xì)的γ′和γ“沉淀結(jié)構(gòu)，主要表現(xiàn)為整體形態(tài)，幾乎沒(méi)有雙胞胎和三重態(tài)貌。圖b顯示了在0.2 h DA條件下具有相似形貌的沉淀物。然而，在這個(gè)數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)了一些粗γ“沉淀物。圖c中的0.6 h DA條件表現(xiàn)出各向異性沉淀物生長(zhǎng)，細(xì)小的整體γ′-和γ“-沉淀物逐漸演變?yōu)閳A盤(pán)狀雙胞胎和三重態(tài)。圖d中的完整DA條件顯示圓盤(pán)狀γ′-和γ“-沉淀物主要以雙胞胎和三胞胎形態(tài)形式出現(xiàn)。

由于多道激光處理，在激光表面熔化過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生多次熱循環(huán)的影響。激光加工期間的給定位置經(jīng)歷熔化，隨后在第一熱循環(huán)中固化。因此，根據(jù)激光加工參數(shù)（功率、掃描速度等），在熔合區(qū)的任何給定位置處的這些多次熱循環(huán)在一定數(shù)量的后續(xù)熱循環(huán)期間繼續(xù)將該位置處的峰值溫度升高到高于熔化溫度。因此，熔合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的凝固結(jié)構(gòu)可作為研究后續(xù)時(shí)效過(guò)程中沉淀行為的初始結(jié)構(gòu)。不同合金元素的微觀偏析產(chǎn)生了不同成分的不同區(qū)域，預(yù)計(jì)這些區(qū)域會(huì)表現(xiàn)出不同的沉淀行為。目前的工作旨在識(shí)別這些不同的區(qū)域，在隨后的老化過(guò)程中每個(gè)區(qū)域內(nèi)的沉淀過(guò)程，并根據(jù)相對(duì)穩(wěn)定性和與競(jìng)爭(zhēng)階段相關(guān)的成核障礙使結(jié)果合理化。通過(guò)SEM、衍射和相對(duì)比TEM，在不同長(zhǎng)度尺度上追蹤了成分梯度結(jié)構(gòu)中競(jìng)爭(zhēng)沉淀相的演變，并通過(guò)原子探針層析成像對(duì)局部體積進(jìn)行元素分析，使結(jié)果合理化。

2.結(jié)果

2.1.凝固態(tài)微觀結(jié)構(gòu)

對(duì)718合金樣品的多軌道激光加工表面的拋光橫截面的微觀結(jié)構(gòu)的檢查表明，經(jīng)處理的表面具有凝固微觀結(jié)構(gòu)，該凝固微觀結(jié)構(gòu)主要為樹(shù)枝狀，一些等軸晶粒靠近頂部表面。由于熔池直徑（~600μm）大于光柵間距（200μm），熔化區(qū)的每個(gè)點(diǎn)都經(jīng)歷了多個(gè)熔化和凝固循環(huán)（3~5）。如定向成像顯微鏡所示，通常厚度約為1-2μm的幾個(gè)枝晶構(gòu)成柱狀晶粒（圖1（a））。顯示這種凝固形態(tài)的層（以下稱為熔合區(qū)）在分別為700（14.85）、900（19.10）和1100（23.34）的W激光功率（J/mm2的注量）下進(jìn)行多軌激光處理的樣品的深度分別為94μm、116μm和160μm。

圖1 （a）718合金激光加工表面熔合區(qū)內(nèi)的柱狀晶粒，（b）柱狀晶粒內(nèi)的樹(shù)枝狀晶，樹(shù)枝狀晶間區(qū)域有沉淀物（在背散射電子圖像中顯示出鮮明對(duì)比）。

如圖1（C）所示，枝晶間通道（區(qū)域C）由兩個(gè)子區(qū)域C1和C2組成。枝晶間/胞間邊界可描述為富含Nb和Mo的奧氏體連續(xù)層，并以規(guī)則間隔出現(xiàn)的顆粒簇進(jìn)行裝飾（圖1（b））。在這些簇中發(fā)現(xiàn)了兩種不同的顆粒形態(tài)，如圖2（a）所示，在其中一個(gè)簇的高倍背散射SEM圖像中可見(jiàn)。第一種形態(tài)表現(xiàn)為“液滴分叉”，稱為“L”，在背散射SEM圖像中顯示出更亮的對(duì)比度（圖2（a）），而另一種形態(tài)由不規(guī)則形狀的“塊狀”顆粒組成，在背向散射SEM圖像上顯示出更暗的對(duì)比度。為了識(shí)別與這些不同形態(tài)的顆粒相對(duì)應(yīng)的相，通過(guò)聚焦離子束切片進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)特定取樣，并通過(guò)TEM檢查這些樣品。圖2（b-d）顯示了包含“L”顆粒的區(qū)域的微觀結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的衍射圖案，其被鑒定為L(zhǎng)aves相（C14結(jié)構(gòu)），晶格參數(shù)為a=0.455 nm和c=0.754 nm。在幾個(gè)區(qū)域中發(fā)現(xiàn)了“L”形態(tài)和Laves相結(jié)構(gòu)之間的這種對(duì)應(yīng)關(guān)系。一些Laves相顆粒表現(xiàn)出高密度的斷層（圖2（b）），正如在拓?fù)渚o密堆積（TCP）結(jié)構(gòu)中所預(yù)期的那樣。該顆粒的衍射圖案（圖2（c））可作為L(zhǎng)aves相區(qū)和奧氏體區(qū)（γ）的超位置進(jìn)行索引。

圖2 在枝晶間通道（區(qū)域C2）（a）SEM背散射（b）TEM圖像中，標(biāo)記為“L”的較亮對(duì)比顆粒以及MC和M23C6碳化物，顯示了斷裂的沉淀。

2.2.枝晶核心的老化響應(yīng)（區(qū)域A）

該區(qū)域的體成分和平均成分之間的比較表明，枝晶的核心耗盡Nb和Mo，同時(shí)富集Al。在600°C下老化24小時(shí)，這對(duì)應(yīng)于γ'沉淀的初始階段，導(dǎo)致γ'的均勻形核，如圖3（a）中的暗場(chǎng)圖像所示。來(lái)自該區(qū)域的選定區(qū)域電子衍射圖案（圖3（b））顯示了與L12有序相關(guān)的超晶格反射。在4%的Al 4上構(gòu)建的proxigram圖4（b）所示的等濃度表面揭示了γ和γ′相之間的元素分配�？梢宰⒁獾�，在γ′相中，Al、Ti和Nb富集，F(xiàn)e和Cr幾乎完全耗盡。

圖3 718合金樣品經(jīng)600℃時(shí)效24小時(shí)激光處理的熔合區(qū)組織。

圖4 （a）枝晶核心（區(qū)域a）中球狀γ'沉淀[Ni3（Al，Ti，Nb）]的原子探針成像，（b）γ/γ'界面上的Proxigram顯示元素的劃分。

2.3.枝晶外圍的老化響應(yīng)（區(qū)域B）

圖5是3D重建的約5 nm厚切片中疊加的Al（藍(lán)色）和Nb（棕色）離子圖。圖5（a-b）顯示了γ“/γ’/γ”多重三重態(tài)構(gòu)型。疊加Nb 7 at.%的~5nm 2D截面Al 3.6原子%圖中的等濃度表面5（c）顯示了如圖所示的γ’/γ”雙峰。穿過(guò)三重線的圓柱體（參見(jiàn)圖5（a））的濃度分布對(duì)應(yīng)于γ”沉淀物中的Nb富集，而夾在兩個(gè)γ”沉淀物之間的γ’沉淀物中的Al和Ti富集。Al和Ti在一側(cè)和Nb在另一側(cè)的優(yōu)先元素分布分別與γ'和γ”相的相對(duì)穩(wěn)定性一致。

圖5 （a-c）在600°c下老化24小時(shí)的樣品中，區(qū)域B中的γ基質(zhì)中有三重（γ“/γ’/γ”）和二重（γ‘/γ”）。

用高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）研究了γ/γ′/γ”界面的性質(zhì)。不僅γ/γ'界面，γ“沉淀的{100}γ習(xí)慣面也被發(fā)現(xiàn)是完全相干的（圖6）。條紋<100>γ反射的暗場(chǎng)顯微鏡顯示，與γ“沉淀相關(guān)的四方畸變方向（DO22結(jié)構(gòu)的c軸）始終沿著垂直于習(xí)慣平面的方向定向（圖3（d））。因此，如HRTEM結(jié)果（圖6（b）和（c））所示，沿｛100｝γ習(xí)性平面的γ/γ′/γ”沉淀物之間界面的原子尺度上的完全相干性與從晶體學(xué)角度觀察到的雙相γ′/β”和三重態(tài)γ′/α”形態(tài)一致。

圖6 HREM顯微照片顯示了在600°C下老化24小時(shí)的樣品B區(qū)γ基質(zhì)中相鄰的γ’/γ”沉淀（a和b）相同區(qū)域的未處理和處理圖像，（c）顯示了三個(gè)相干相的晶格連續(xù)性，（d-f）分別為γ”、γ’和γ相的晶格分辨圖像。

2.4.枝晶間通道的老化響應(yīng)（區(qū)域C）

圖7（a和b）顯示了具有高數(shù)量密度沉淀物的奧氏體枝晶間通道的SEM背散射圖像，在通過(guò)SAED圖案和暗場(chǎng)成像進(jìn)行的TEM研究中，這些沉淀物被識(shí)別為γ”（圖7（c-f））。還注意到，與B區(qū)不同，在枝晶間奧氏體的C1區(qū)，γ'析出物不與γ”析出物一起存在。APT中γ”沉淀的三維成像進(jìn)一步證實(shí)了這一觀察結(jié)果（圖8（a-c））。

圖7 在600°C下老化24小時(shí)的樣品的區(qū)域C1中，主要是多取向變體（a和b）的γ”沉淀和有限的γ'沉淀。（a和b）STEM圖像顯示枝晶間溝道（由于較重元素的富集，對(duì)比度較低），（c）SAED顯示γ“的強(qiáng)超晶格反射和γ'的弱超晶格反射，（d和e）DF圖像顯示主要是具有{100}γ習(xí)性的橢球形γ”沉淀，如跡線（f）所示。

圖8 （a和b）在600°C下老化24小時(shí)的樣品的區(qū)域C1中γ“的均勻沉淀。（c）γ“/γ界面上的濃度分布沒(méi)有顯示γ'沉淀的存在（d）發(fā)現(xiàn)δ的不均勻沉淀主要局限于包含Laves相和碳化物顆粒的區(qū)域（區(qū)域C2）（e）從δ相的區(qū)軸記錄的衍射圖案

圖9描述了富重金屬斑塊（區(qū)域C2）附近的連續(xù)沉淀階段，該斑塊形成于凝固最后階段凍結(jié)的液袋中。Laves相和碳化物在凝固狀態(tài)下的聚集體如圖所示。

圖9 （a-c）區(qū)域C2中沉淀的連續(xù)階段，（b）富含鋁和鈦的沉淀（綠松藍(lán)），其成分與γ'相匹配，在Laves碳化物聚集體附近形成，（c）遠(yuǎn)離區(qū)域C1中聚集體形成的γ”（棕色）沉淀。

2.5.在750°C下老化4小時(shí)的樣品的微觀結(jié)構(gòu)

對(duì)718合金中沉淀過(guò)程的時(shí)間-溫度轉(zhuǎn)變研究表明，在750°C下，平衡δ相非均勻形核的潛伏期約為1小時(shí)。早些時(shí)候報(bào)道了類似的觀察結(jié)果[4]，表明在800°C時(shí)效20小時(shí)的718合金中，晶界處δ沉淀的生長(zhǎng)非常有限。由于激光加工的718合金的熔合區(qū)在微觀尺度上成分不均勻，發(fā)現(xiàn)較低的溫度（750°C）和較短的4小時(shí)持續(xù)時(shí)間足以引發(fā)δ沉淀，已發(fā)現(xiàn)其在區(qū)域a、B和C中的行為不同，如圖10所示。

圖10 在750°C下老化4小時(shí)后熔合區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)（a）SEM電子背散射圖像，顯示δ沉淀物從枝晶間區(qū)域C1和C2形核。（b）DF圖像（g=[100]γ）和相應(yīng)的SAED，顯示枝晶核心區(qū)域a中的粗γ'沉淀物。（c）區(qū)域b中的γ”沉淀物的SAED，（d）區(qū)域C1中δ沉淀的長(zhǎng)板。（e）DF圖像顯示δ沉淀源自Laves碳化物聚集體（f）SAED，對(duì)應(yīng)于區(qū)域C2中形核的δ沉淀。

3.討論

3.1.凝固過(guò)程中合金元素的分配

本研究中采用的激光表面處理導(dǎo)致厚度約為120μm的表面層多次熔化和固化。Kurz和Trivedi回顧了不同快速凝固處理方法下的微觀結(jié)構(gòu)形成。使用這些概念，通過(guò)詳細(xì)的熱動(dòng)力學(xué)分析對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)裝置中的快速熱提取進(jìn)行了定量研究。從區(qū)域A和B測(cè)得的（Nb+Mo）濃度疊加在相圖上，以表明由取芯效應(yīng)導(dǎo)致的從枝晶核心到外圍的成分變化與計(jì)算的相圖相當(dāng)吻合。非平衡凝固產(chǎn)生的修正液相線和固相線曲線也分別通過(guò)虛線CS和CL顯示在圖11中。

圖11 顯示凝固過(guò)程中化學(xué)分配的偽二元相圖。

因此，區(qū)域C2包含Laves相和碳化物團(tuán)塊，在背散射SEM圖像中產(chǎn)生明亮的斑塊對(duì)比，而區(qū)域C1主要保留為奧氏體，不含那些富含重金屬的相。

3.2.競(jìng)爭(zhēng)沉淀物和與其相關(guān)的成核屏障的晶體學(xué)

在幾項(xiàng)早期研究中，已經(jīng)詳細(xì)研究了常規(guī)處理的718合金中的沉淀過(guò)程。γ′、γ〃和δ相的相對(duì)穩(wěn)定性、它們與奧氏體γ基體的晶體學(xué)關(guān)系、與它們相關(guān)的成核勢(shì)壘、它們?cè)诓煌瑴囟认碌某霈F(xiàn)順序及其生長(zhǎng)特性都得到了很好的確立。還強(qiáng)調(diào)了合金成分的變化對(duì)這些特征有強(qiáng)烈的影響。在本論文中，我們研究了快速凝固工藝產(chǎn)生的成分變化（微觀偏析）如何改變激光加工材料不同微觀區(qū)域的沉淀過(guò)程。

定量 APM γ“和γ”沉淀物統(tǒng)計(jì)（a）體積分?jǐn)?shù)，（b）顆粒半徑，（c）顆粒數(shù)密度，（d）形態(tài)和 （e，f） 化學(xué)成分。

在鍛造條件下，主要存在球形形態(tài)的整體細(xì)γ′-和γ“-沉淀，體積分?jǐn)?shù)分別為1.8 ± 0.3和2.0 ± 0.8 vol%。0.2小時(shí)DA條件下的粗γ’’沉淀物對(duì)應(yīng)于通過(guò)TEM觀察到的陣列。有時(shí)，粗γ′沉淀物伴隨這些粗γ’’沉淀物。周圍的體積主要由整體細(xì)γ′和γ“沉淀物占據(jù)。在DA過(guò)程中，上圖e和f說(shuō)明了Al+Ti富集γ′-沉淀物，用Nb富集γ“沉淀物，以及Al+Ti的排斥反應(yīng)。對(duì)于γ′，Nb的含量保持近似恒定，Al+Ti和Ni含量在DA過(guò)程中略有增加。γ的情況更加復(fù)雜，隨著其Nb和Ni含量的增加，以及DA期間Al+Ti含量的降低。

3.3.γ’/γ”復(fù)合沉淀的形態(tài)和沉淀順序

在近50年的時(shí)間里，成分接近718合金的合金中γ'和γ”析出物的物理關(guān)聯(lián)引起了一些研究人員的注意。已發(fā)現(xiàn)（Al+Ti）/Nb比率控制沉淀的順序，所述比率高于0.9有利于γ'沉淀，然后再形成γ’’。

在化學(xué)成分局部不均勻的本系統(tǒng)中，不同區(qū)域A、B和C中的（Al+Ti）/Nb比值分別為1.65、0.68和0.59。因此，枝晶核心（區(qū)域A）的成分有利于首先形成γ'沉淀。這些富含Al和Ti的沉淀物還溶解了超過(guò)其在相鄰?qiáng)W氏體中局部濃度的Nb原子。隨著區(qū)域B中Nb含量的增加，獲得了形成復(fù)合γ′/γ”沉淀形態(tài)的條件，并且可以觀察到大量的三重態(tài)γ′/。隨著區(qū)域C1中Nb含量的進(jìn)一步增加，γ′沉淀的體積分?jǐn)?shù)顯著降低，這從相對(duì)較弱的γ′衍射點(diǎn)可以證明。γ”降水在該地區(qū)的優(yōu)勢(shì)，消除了γ′細(xì)顆粒的成像。即使是APT圖像也無(wú)法在區(qū)域C1中定位成分接近γ'的粒子（圖8（b））。

定量 APM γ“和γ”沉淀物統(tǒng)計(jì)（a）體積分?jǐn)?shù)，（b）顆粒半徑，（c）顆粒數(shù)密度，（d）形態(tài)和 （e，f） 化學(xué)成分。

3.4.本研究結(jié)果對(duì)新制造的718合金部件的影響

718合金激光熔化表面上的成分不均勻結(jié)構(gòu)與激光增材制造（LAM）在塊體中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)具有顯著的相似性。AM中的分層沉積材料經(jīng)歷了類似的快速熔化凝固循環(huán)，產(chǎn)生了含有成分梯度枝晶集合體的柱狀晶粒[36]。由于合金分區(qū)的性質(zhì)和規(guī)模相似，預(yù)計(jì)沉淀行為將遵循本研究中觀察到的相同趨勢(shì)。預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)機(jī)械性能產(chǎn)生重大影響的一些結(jié)構(gòu)特征如下：

I）快速熔化固化循環(huán)不允許形成Laves相的長(zhǎng)韌帶，這已知會(huì)損害環(huán)境溫度下的拉伸延展性。

ii）溶質(zhì)較薄，相對(duì)較軟的枝晶芯只有γ′相沉淀，而硬的殼層含有高密度的γ′相和γ′/γ′/γ”三聯(lián)體，有望產(chǎn)生較好的強(qiáng)度-延性組合。

iii）平衡δ相沿枝晶間通道的析出(750°C時(shí)效)有效地將柱狀晶粒破碎為枝晶大小的區(qū)域。由此產(chǎn)生的具有錨定邊界的“細(xì)�！苯Y(jié)構(gòu)有望產(chǎn)生抗蠕變的微結(jié)構(gòu)。

鑒于上述幾點(diǎn)，本工作的結(jié)果可為理解激光增材制造后718合金“直接時(shí)效”過(guò)程中的沉淀過(guò)程提供指導(dǎo)。

來(lái)源：Effect of micro-segregation of alloying elements on the precipitation behaviour in laser surface engineered Alloy 718, Acta Materialia, doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116844

參考文獻(xiàn)：Morphology of y’ and y" precipitates and thermal stability of inconel 718 type alloys, Metall. Trans. (1973), 10.1007/BF02649604