增材制造(AM)适用于制造性能奇异具有重大几何形状的部件，并且很少爆发质料铺张 。由于零件逐层递增构建，零件内的每个层面都会履历液相线、固相线和预热温度之间的多次热回转 。这些特征由于空间时间转变和加热冷却速率而变得重大 。原则上，这些为微观结构的控制提供了时机 。随着几何形状的泛起，层的重熔和多次热回转导致零件泛起一定空间时间特征 。这些快速波动的瞬态转变容易受到动态机械约束，非线性相互作用可能导致重大的热力条件，即压缩和拉伸之间的热应力和相关塑性应变的瞬态转变 。一样平常来说，在制造历程中对这些瞬时转变举行原位检测险些是不可能的 。
美国田纳西大学的研究职员开发了一种新的要领以形貌热力转变在固相转变中的作用，相识Ti6Al4V样品在已知界线条件下受热力的影响，探讨了相变路径的后续问题，即α→β相变是重修性照旧位移性 。相关论文以题为“Role of thermo-mechanical gyrations on the α/β interface stability in a Ti6Al4V AM alloy”揭晓在Scripta Materialia 。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114134
研究发明Ti6Al4V合金在400℃和650℃之间履历热力转变后逐渐软化，塑性压缩应变极限为1% 。α和β相之间的动态应变分派陪同着(a→β)相变 。在热力转变循环中视察到的β相转变相当出乎意料(约5%)，由于热力学平衡展望在该温度规模内相变可忽略不计 。在加工状态下，测得的β相中的V含量约为30%，而在α相中，测得的V含量约为2.27% 。同样，测得的α相中铝含量约为8%，在β相中约为2%，对45和75次循环样品举行了相同的剖析，测得β相中的V含量划分为18%和17% 。在两个阶段中铝含量的转变可以忽略不计 。与未举行循环样品相比，大宗的V在热力转变(45和75循环)历程中重新分派 。批注循环样品的β相分数增添(未循环中2.5%→45循环中5.7%)，并且在快速热力转变历程中触发了动态相变 。
图1 400℃至650℃之间的热机械反转循环
图2 热机械循环45次(左)和75次(右)样品中Ti、Al和V的三维重修图
图3 三维重修原子图显示α和β相之间的界面及元素含量转变
图4 β相650℃的平衡相界线等值线向下移动示意图
由于塑性应变的积累，α相贮存的能量增添，从而使β相分数的增添合理化 。相界盘算批注，α相中约400 J/mol的过剩能量会使其不稳固并触发向β相的动态转变 �？�α/β界面的元素划分的定量剖析支持重修转换模式 。现在的效果批注，α/β界面稳固性和质料软化之间的亲近耦合取决于热机械界线条件，批注在制造零件的盘算建模历程中需要思量相关的质料演变 。本文为增材制造零件的设计和可行性剖析提出了可靠的建议 。
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