Operando X-ray diffraction study of thermal and phase evolution during laser powder bed fusion of Al-Sc-Zr elemental powder blends

材料科学 等轴晶 融合 合金 降水 相(物质) 衍射 粉末衍射 分析化学(期刊) 大气温度范围 复合材料 冶金 结晶学 热力学 光学 哲学 语言学 物理 化学 有机化学 色谱法 气象学
作者
Jennifer A. Glerum,Samy Hocine,Cynthia Sin Ting Chang,Christoph Kenel,S. Van Petegem,Nicola Casati,Darío Ferreira Sánchez,H. Van Swygenhoven,David C. Dunand
出处
期刊:Additive manufacturing [Elsevier]
卷期号:55: 102806-102806 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.addma.2022.102806
摘要

Elemental powder blends are an emerging alternative to prealloyed powders for high-throughput alloy design via additive manufacturing techniques. Elemental Al+Sc(+Zr) powder blends were processed by laser powder bed fusion into Al-Sc and Al-Sc-Zr alloys, with operando X-ray diffraction at the Swiss Light Source extracting the structural and thermal history of the process. The pure Sc and Zr particles were found to react with the molten Al pool at 550–650 °C, well below their respective melting temperatures. Various scan areas (1 × 1, 2 × 2, 4 × 4, and 8 × 2 mm2) were studied to compare (i) the base plate "preheating" effect caused by prior laser scans, (ii) the return temperature reached after the melting scan and before the following scan, (iii) the initial cooling rate immediately after solidification, and (iv) the time spent in the "intrinsic heat treatment range", defined as 300–650 °C, where secondary Al3(Sc,Zr) precipitation occurs. Microstructural analysis of the as-built samples show 110–140 nm L12-Al3(Sc,Zr) primary precipitates at the bottom of the melt pool. The 1 × 1 mm2 samples exhibit the most elongated grains (long axis of 10 ± 5 µm), which correlates with the highest build plate temperature and the slowest initial cooling rate (3–5 × 105 K/s). In comparison, the 4 × 4 mm2 samples exhibit the smallest equiaxed grains (2 ± 0.6 µm), corresponding to the lowest build plate temperature and the fastest initial cooling rate (6–7 × 105 K/s). These results indicate the need for establishing a minimum feature size during part design, or for modifying the laser parameters during processing, to mitigate microstructure and performance differences across features of different sizes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
好旺发布了新的文献求助10
刚刚
1234354346完成签到 ,获得积分10
刚刚
跳跃的访烟完成签到 ,获得积分20
1秒前
包容诗翠完成签到,获得积分10
2秒前
YUU发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
大壳完成签到 ,获得积分10
4秒前
yy完成签到,获得积分10
4秒前
小鲨鱼完成签到,获得积分10
4秒前
社恐Forza应助克偃统统采纳,获得50
5秒前
z_king_d_23完成签到,获得积分10
5秒前
chenxilulu完成签到,获得积分10
5秒前
子非鱼完成签到 ,获得积分10
5秒前
任性柜子完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
我要发十篇sci完成签到 ,获得积分10
6秒前
我是老大应助LLLJW采纳,获得30
7秒前
bkagyin应助ss采纳,获得10
7秒前
7秒前
9秒前
虚幻的香彤完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助猪猪采纳,获得10
9秒前
幸福的小刺猬完成签到 ,获得积分10
10秒前
青黛发布了新的文献求助10
10秒前
思源应助YUU采纳,获得10
11秒前
11完成签到,获得积分10
12秒前
小丸子完成签到 ,获得积分10
12秒前
现代绮玉完成签到,获得积分10
13秒前
烟花应助Lucien采纳,获得10
13秒前
tanghong完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
自由的信仰完成签到,获得积分10
14秒前
衣蝉完成签到 ,获得积分10
15秒前
好旺完成签到,获得积分10
15秒前
小赵完成签到,获得积分10
17秒前
菜心完成签到,获得积分10
17秒前
舒适的石头完成签到,获得积分10
17秒前
秀丽的初柔完成签到,获得积分10
18秒前
邓娅琴完成签到 ,获得积分10
19秒前
ss发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
Case Research: The Case Writing Process 300
Global Geological Record of Lake Basins 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3142849
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2793801
关于积分的说明 7807889
捐赠科研通 2450113
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303653
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627017
版权声明 601350