在AISI 304基体上采用 Directed Energy Deposition (DED) 工艺沉积多层IN625包层材料：冶金学与力学方法的研究

《Scientific Reports》：Multi-layered of IN625 cladding by DED on the AISI 304: metallurgical and mechanical approach

　　

摘要

本研究探讨了通过增加沉积层数来控制覆层厚度对采用定向能量沉积（DED）技术在AISI304不锈钢上沉积的IN625覆层的微观结构和力学性能的影响。观察到的覆层区域的微观结构演变和局部细化现象被认为有助于提升其力学性能。覆层区域的平均显微硬度从最薄样品的234 HV增加到最厚样品的270 HV，而覆层/基体系统的整体硬度则由于界面处硬度梯度的减小而从482 H.B.下降到438 H.B.。残余应力测量结果显示，较薄的覆层样品由于剧烈的温度梯度而承受较高的内部应力，而较厚的多层沉积则促进了应力松弛并改善了温度分布。在大约4100 μm的覆层厚度下，样品获得了最高的剪切强度，在室温下达到812.24 MPa，并表现出以塑性断裂为主的现象。相比之下，2000 μm和9711 μm厚度的样品在界面附近出现了与孔洞形成和分层相关的失效。断口分析证实，在优化条件下覆层与基体之间形成了牢固的冶金结合，失效主要发生在基体中。这些发现表明，沉积厚度和工艺优化对于提升DED制备的SS304-IN625覆层系统的界面完整性和力学性能具有关键作用。