综述:金属增材制造中原位与非原位混合处理技术的综述:工艺方法、合金体系与材料状态感知框架
《Materials》:Ex-Situ and In-Situ Hybrid Processing Opportunities in Metal Additive Manufacturing
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时间:2026年09月17日
来源:Materials 3.7
摘要
金属增材制造(AM)可实现复杂构件的近净成形,但工艺引起的缺陷和异质性仍制约其性能提升和更广泛应用。本文综述了多种增材制造工艺和合金体系中的原位与非原位混合处理技术,包括热处理、基于变形的处理、热等静压、机械加工、搅拌摩擦处理、超声波和磁场辅助、合金化、搅拌及表面处理。非原位路径通过整体致密化、均匀化、相控制和表面改善来改性已完成的构件,而原位路径则在制造过程中通过与液态熔池、黏塑性材料或已凝固层的相互作用,修改缺陷、微观组织、残余应力和相演变。原位混合处理的研究文献以丝材定向能量沉积(DED)为主,因其开放结构便于次级工具集成。基于变形的方法最为常见,通常促进孔洞闭合、再结晶、织构改变、残余应力重新分布和力学性能提升。混合处理在针对特定材料的主要局限进行集成时最为有效。铝合金主要受益于孔隙率控制,不锈钢受益于晶粒和织构改性,钛合金受益于β相和α/β形貌控制,镍基高温合金受益于偏析和Laves相抑制,钢材受益于转变组织控制。这一材料状态感知框架也可扩展至聚合物和复合材料。
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