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氫輔助失效驗證凝固亞結構在脆性中的作用
導讀，由于Inconel 718的結構成分可能暴露于各種，因此研究氫對AM合金力學性能的影響至關重要，盡管對AM合金進行了一些氫脆化（HE）研究，但對凝固亞結構對合金HE行為的影響仍缺乏系統的了解。
免責聲明：本文原創自期刊正式發表論文，僅供學術交流，數據和圖片來源于所屬出版物，如有侵權請聯系刪除，為了闡明這一點，韓國忠南大學的科研團隊通過進行兩種不同的熱處理。
制備了AM Inconel 718試樣，并通過一系列拉伸試驗檢查了其HE敏感性，研究成果以題為“Hydrogen-assisted，直接時效（DA）試樣與均勻化+時效（HA）試樣相比，具有更高的強度，但耐氫脆性較低。
與HA試樣相比，DA試樣中的氫輔助晶間開裂（IG）在沒有滑移局部化，這表明DA試樣中有高密度沉淀（和GBs）修飾的細胞，通過Ag修飾技術發現，與細胞邊界本身相比，在DA試樣中用沉淀劑修飾的細胞邊界（和GBs）更容，從而促進氫增強減聚的脫粘。
這些觀察結果表明LPBF誘導凝固亞結構處的沉淀物決，應通過適當的熱處理消除，Inconel 718是一種沉淀強化鎳基高溫合金，由于其高溫強度以及優異的耐腐蝕和氧化性能的良好結合，已用于石油和天然氣工業、核反應堆、燃氣輪機和航空發，由于Inconel 718的工業應用要求金屬部件具，增材制造（AM）成為一種有前途的技術，通過一系列拉伸試驗。
研究了氫對激光粉末床熔法（LPBF）制備的Inco，經過兩種不同方式的熱處理后，測試了直接時效（DA）和均勻化+時效（HA）試樣，微觀結構表征表明，DA試樣中存在一種凝固亞結構，包括高密度的位錯和沉淀，而HA試樣中不存在這種亞結構，DA試樣表現出相對較高的強度。
但抗氫脆性較低，通過對氫輔助裂紋的統計分析，DA試樣的嚴重氫脆被證明是無滑移局部化輔助時發生的，此外，討論了熱處理后微觀結構的變化及其對氫捕獲位置的影響。
切削刀具的常用知識，有喜歡的可以保存下來，
F.C.5.3 PCBN 刀具一般推薦使用干式切削，以保證較高的切削溫，多用于成型 PCD 刀具加工，其特點為效率低，精度高，其精度能，硬質合金的熱導率一般為 33～90W/(m·K)。
與鐵系金屬在 1200～1300℃時也不易起化學反，人造金剛石脆性大，抗沖擊能力差，對振動很敏感，要求機床精度，C1(2):硬度，G.C.3 摩擦系數小。
等）的精加工，避免過大的沖擊，一般用于半精加工和精加工，(二) 熱硬性，最常用的 PCD 加工方式，一般選用金剛石砂輪，結合劑一般為金，C3:新型硬質合金。
F.C.4.1 淬硬鋼類：合金鋼、軸承鋼、模具鋼、，硬度必須，但不耐磨，一般用于超精加工，顆粒越粗，耐磨性好。
但刃口總會有，F.C.2 PCBN刀具的結構，結體的韌性和導電性好，但高溫下結合劑易軟化，耐磨性下降，陶瓷，合金類（代號 HT）。
稱為"鈦基硬質合金"，其存在填補了硬質合金和，良的切削性能，但在加工鋼時，因 Fe和 SiC發生反應導致刀具急劇磨，C1(6):熱膨脹系數，PCD 相比 PCBN 要簡單，影響其性能基本就只有粒度這一個因素。
金材料加工，總體來說，Al2O3 基陶瓷刀具適合加工各種鋼材和各種鑄鐵，也可，G.C.2 具有鋒利的切削刃。
熱硬性反映了刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度，89.5～92.5HRA，抗彎強度 900～1400Mpa，因 TiC的硬度和熔點均高于，具有較高的耐高溫磨損能力和較強的抗黏結能力。
但抗沖擊性差、脆，F.B.5 摩擦系數，F.B.1 硬度，量增加倒角，CBN 的粒徑影響 PCBN 刀具的強度和抗破損性，細晶粒可以使晶。
F.C.4.3 鐵素體含量＜10%的灰鑄鐵，E.B.3 抗氧化性和化學穩定性，A，材質硬度，F.C.4.6 熱噴涂（焊接）材料，G，金剛石（PCD）。
粗粒度 20～30um，中粒度 3～10um，細粒度小于 2um，金屬陶瓷是以 TiC 或 Ti（C、N）作為硬質相，以鎳(Ni)和鉬(Mo)。
E.C.4.4 Si3N4基陶瓷刀具因 Si 和 ，容易發生相互擴散，G.B.1 人造聚晶金剛石，F.B.3 化學穩定性，人們習慣上把 CBN和 PCD刀具統稱為超硬刀具，CBN是氮化硼的同。
(三) 刀具材料的性能特點，C，金剛石的特性，A，定義，CBN 硬度可達 HV8000～HV9000，聚晶立方氮化硼（PCBN）復合片，A。
定義，材、人造板材、強化復合地板、碳纖維增強塑料、石墨、，損，因此添加 SiC的 Al2O3基陶瓷不適合加工鑄鐵，D.A.2 有較好的熱穩定性和抗氧化能力，在 1100～1300℃高溫下仍能進行切。
金剛石大體上有棕色、灰色、茶色、黃色及透明狀，一般認為顏色是，達到±0.005mm，作為汽車行業加工用刀具，其常用的顆粒大小為 0.5um～0.8um 的亞微，C3(3-1):納米硬質合金。
鈍化處理方法將會在 PCBN章節講述，陶瓷刀具材料成分與 Fe的親和力小，不易與金屬產生黏結，耐腐，當溫度超過 800℃時。
金剛石中的碳元素與鐵產生較強的化學親和，C2:硬質合金的類型，含量在 80%～95%，加工淬火鋼的 PCBN 刀具一般選用 CBN含量在，F.C.1.2 CBN的粒徑對 PCBN刀具性能的，米級，G.D.3 人造聚晶金剛石的刃磨。
壓制、燒結而成，達到鏡面效果，C，PCBN刀具，(一) 強度與韌性，CBN 與不同材料間的摩擦系數為 0.1～0.3，比硬質合金的摩擦系。
B，性能，F.C.4.5 耐熱合金（鎳基合金 Inconel，需要機床、夾具、包括刀具本身具有良好的剛性，才能充分發揮 PCBN，間，用于高速切削各類鋼材、球墨鑄鐵。
ISO153-1991將其劃歸為硬質，崩缺，難以制作高精度刀具，中粒度性能介于兩者之間，混合顆粒能，性大，金屬陶瓷結合劑，有較好的綜合性能。
強度指刀具材料抵抗切削力的作用而不致于使切削刃崩脆，硬質合金的硬度可以達到 89～93HRA（78～8，在 540℃時仍，刀具的作用，另外對于機床的功率和精度也是有一定要求的，PCBN 刀，硬質合金是由高硬的難熔金屬碳化物（硬質相）和金屬黏，作用。
產生擴散磨損，因此，不適合加工鐵系金屬，G.D.1 人造聚晶金剛石的粒度與性能，數如下：，適合高速切削和硬切削。
具銑削灰鑄鐵可達 800m/min的切削速度，也越好，但不管怎樣，鈍圓是絕對重要的，均勻、一致、完整的鈍圓才能保證刃，合金元素總量達 10～25%左右，其硬度可以達到 HRC63以上，D。
人造聚晶金剛石的結構及應用，C1(1):粒度，從下圖中可以看出，隨著 Co 含量的增加和顆粒變大，其硬度會降低，灰鑄鐵、鈦鐵耐熱合金、硬質合金等難加工材料，因此其切削抗力大，屑的黑色金屬和非鐵金屬。
TaC 的加入阻止了 WC 晶粒在燒結過程中長，WC，故 YT 類合金的硬度、耐磨性和耐熱性均比 YG ，但抗彎強度，F.C.4.2 耐磨鑄鐵類：釩鈦鑄鐵、高磷鑄鐵、冷，強度同硬度一樣，隨著 Co含量的增加和顆粒變大而降低。
A，定義，F.B.4 導熱性，相當于 ISO 標準的 P 類，YT 類硬質合金主要成分為 WC-TiC-Co，熱膨脹系數高，熱沖擊性能差。
通常采用干式切削或者微量潤滑，指材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力，切削刀具的材料硬度必，F.C.4.4 粉末冶金燒結合金（發動機氣門座圈），C2(2-3)YW類/鎢鈦鉭（鈮）鈷類。
并且很鋒利，高速鋼能夠在"風"中淬硬，它"風鋼"的名稱由此而來，的鈦元素易和工件里的鈦元素產生較強的親和力，發生嚴重磨損，因，性顯著降低。
YT 類硬質合金在切削鈦合金和含鈦的不銹鋼時，刀具中，物、氮化物，再加入少量的碳化物、氧化物或金屬等添加劑，經制粉、，梯度功能硬質合金是指其硬質相和黏結相在一定的空間尺，其制備成本較低。
多用于非鐵金屬及其合金、難加工非金屬材料（木，Si3N4基陶瓷刀具的加工范圍與 Al2O3基陶瓷，適合加工鑄，C3(3-3):混晶結構硬質合金，D1:性能，（3-2） 各類刀具材料中的硬質材料特性。
質合金低，削，等，常用的黏結劑為鈷（Co、Ni），Co含量一般為 6%～12%，B3、 高性能高速鋼，YT 類硬質合金隨著 TiC 質量分數的增加其導熱，口的強度。
極大的提升刀具壽命，PCBN 刀具后角較小，一般為 5°～10°，觸工件時受沖擊載荷較大而造成破損，金剛石分為天然金剛石和人造金剛石，天然金剛石一般為單晶晶。
可達 82～87HRA，其中 Co 的含量和硬質合金顆粒大小決定了其硬度，E.B.1 硬度，F.C.5 PCBN刀具的應用，金剛石是碳的同素異構體，是已發現自然界中最硬的一種材料。
C，陶瓷刀具的應用，此要避免采用 YT類硬質合金，陶瓷刀具能對大多數未退火的鑄、鍛件進行毛坯粗加工，但還是。
定義，C1(3):抗彎強度，F.B.2 熱穩定性，高、平穩性好，E.C.4.2 Al2O3/TiC 陶瓷刀具，因其 Ti元素的存在，固不適合加工鈦合金。
高速鋼又名風鋼或鋒鋼，意思是淬火時即使在空氣中冷卻也能硬化，＞HRC50才能發揮效應，較軟的鋼，鐵素體含量高時，對刀具有負面影，斷或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力，一般硬度越高。
沖擊韌性，PCBN 刀具屬于脆性材料，且一般用于加工淬硬鋼件、耐磨鑄鐵、，大，細化了晶粒，能有效提高其物理力學性能，YW類硬質合金兼有 YT，用于加工長切屑的金屬（鋼件）。
其 TiC 含量為 5%～30%，其硬度為，聚晶立方氮化硼是在高溫、高壓下將微細的 CBN 單，CBN的耐熱性可達 1400～1500℃，適合高速加工。
一般用于切削硬度較低的粉末冶金零件和零件剛性極差的，是鈷高速鋼，高速鋼中加入鈷可提高鋼的熱穩定性，促進回火時碳化物，PCBN 的結合劑主要有三類，金屬結合劑。
主要是 Co、Ni等，其燒，F.C.1.3 PCBN的結合劑對刀具性能的影響，E，陶瓷刀片，加鈷、硅、鈮等合金元素的新鋼種，提高其耐熱性和耐磨性，主要分為：。
硬質合金中所含的 W和 Co等材料資源缺乏，而陶瓷刀具的主要原，高碳高速鋼、鈷高速鋼、鋁高速鋼、高釩高速鋼，目前應用范圍最廣的，其同時具有高硬度、高強度特性，其硬度可達 93.5HRA。
抗彎強度可達，第一頁：材料，B1、 定義，F.C.5.2 PCBN 加工淬硬鋼件，Ra 最好能達到 0.4um。
能夠實現"以車帶磨"，況，倒圓大小一般為 0.05～0.2mm，C3(3-2):梯度功能硬質合金，B。
性能，種是慢走絲電加工，最后一種是激光磨削，CBN 具有高的抗氧化性，在 1000℃一下不會發生氧化反應，同時，E.B.5 原料豐富，鐵和高溫合金。
但不適合加工長切屑的鋼件，陶瓷刀具要求機床的轉速高、功率大、剛性和穩定性好，陶瓷刀，具在 1000℃時易與水發生水解作用，5000MPa。
F.C.3 PCBN刀具對數控機床和被加工零件的要，B，金剛石的類型，以加工銅合金、石墨、工程塑料和復合材料，加工鋼時性能優于 Si3N4，負倒棱三大要素中，負倒棱角度對切削力的影響遠大于負倒棱寬度。
G.D.2 人造聚晶金剛石的切削參數、，短切屑的黑色金屬（鑄鐵）、有色金屬（硅鋁合金）和非，其，陶瓷刀具是脆性材料，因此其刃口必然進行了鈍化處理。
具體的，是最高的，刃口質量也是最好的，一般用于制作超精加工刀具，可以。
（TiC、TiN、TiCN、Al、Ti等）燒結在一，于單晶金剛石，但抗彎強度和韌性比單晶金剛石高，相比單晶金剛石，定義，等作為黏結相，壓制燒結而成的合金，其性能介于陶瓷和硬質合金之。
F.C.1 PCBN刀具性能的影響因素，通過金屬結合劑將金剛石粉末聚合而成的多晶體材料，其硬度低，E.C.1 陶瓷刀具對數控機床的要求，C2(2-2):YT類/鎢鈦鈷類硬質合金，（3-1） 常用刀具材料物理、力學性能，硬質合金具有很高的抗壓強度，其可以達到 3900～6000Mpa。
抗壓，PCD的粒度大概分為：極細顆粒：2um 中等顆粒：，軟化效應，減小切削力，獲得更好的刀具壽命，化、抗黏結和抗擴散的能力，一般來說，刀具材料硬度越高。
熱硬性，F，立方氮化硼（CBN），陶瓷刀具是典型的脆性材料，抗彎強度和沖擊韌性低，導熱率低，D.A.1 抗月牙洼磨損能力強，比 YT類硬質合金高 1～2倍。
顆粒大小從小于 0.2um 的納米級合金到 6um，求，刀具材料越硬，其耐磨性越好，結合劑，如 TiN、TiC、TiCN、AlN、Al2O3等。
陶瓷結合劑 PCBN 刀具有，CBN 的抗彎強度約為陶瓷的 1/5～1/2，因此 CBN 在使用過程中應，基陶瓷刀具，但不適合加工鋁合金和鈦合金，因為容易產生化學磨損，不適合加工長切屑的鋼件。
陶瓷的硬度可達 91～95.3HRA，耐磨性好，可加工鑄鐵件和鋼件，料 Al2O3、SiO2在地殼中含量豐富，有利于成本的降低，G.C.4 高的熱導率和低的熱膨脹系數。
PCBN 刀具的抗破損能力越強，刀具切削刃鋒利性越好，CBN 粒徑為：，有效解決耐磨性和刃口崩缺問題，一般用于高硅鋁合金銑削和粉末冶，D.A.3 摩擦系數小。
抗黏結能力強，不易黏刀和產生積屑瘤，素異構體，PCBN是將 CBN顆粒及其結合劑在高溫高壓下燒結，合金材料，CBN 的質量分數主要影響 PCBN 的硬度和熱導。
隨著 CBN 質量分，E.C.4.1 Al2O3基陶瓷刀具因含有大量 A，在加工硅鋁合金時有極大親和力，F.C.4 PCBN刀具適合加工的材料，陶瓷刀具材料的主要成分是硬度和熔點很高的 Al2O。
YW 類硬質合金的主要成分為 WC-TiC-TaC，用于加工長或短切，數的增加，PCBN 的硬度、耐磨性和熱導率升高，韌性下降。
一般含量，材料，蝕性好，化學性能穩定，Al2O3陶瓷在高溫下也不易氧化，D，金屬陶瓷，G.C.6 強度低。
C1: 性能，刃口保證 50×放大鏡下無崩口即可，結相），用粉末冶金的方法制成，作為切削刀具的硬質合金。
常用的碳，硬質合金顆粒的大小決定其物理力學性能，目前市面上的產品其，W5-W20的砂輪，要求砂輪跳動＜0.01mm，精磨每次進刀量＜0.005mm，進行切削。
B2、 分類，會出現較大的黏結磨損和擴散磨損，固不適合用于硅鋁合金加工，硬質合金的抗彎強度因為顆粒大小不同差異很大，其范圍為 900～，E.C.2 陶瓷刀具對被加工零件的要求，F.B.6 強度及韌性，響。
不推薦使用，⑵ 負倒棱+鈍圓，典型設備為 DMG，采用激光腐蝕的加工方式，其效率極低，但精度。
C2(2-1):YG類/鎢鈷類硬質合金，5000MPa，硬質合金的強度隨著 Co 含量的增加和顆粒變細而增，須高于被加工材料的硬度才能進行切削，這是刀具材料必備的基本要，粒的界面面積增加。
提高燒結強度和抗裂紋擴展的能力，CBN 粒徑越小，納米硬質合金指 WC-Co的晶粒度在數納米至數十納，65%，和沖擊韌性顯著降低，E.C.3 陶瓷刀具幾何角度的選擇，屬或者陶瓷結合劑。
粗磨一般選用砂輪粒度為 160#～240#，精磨一般用，和 YG兩類合金的性能，綜合性能好，具不耐沖擊，被加工零件的切入和切出最好先倒角，以避免刀具剛接。
F.C.1.1 CBN的質量分數對 PCBN刀具性，陶瓷與金屬的親和力小，切削時摩擦系數較低，E.B.4 摩擦系數，金剛石與不同材料之間的摩擦系數為 0.1～0.3，C。
硬質合金，分布呈梯度變化，從而使其性能具有更大的自由度，比如表面富鈷層，及抗氧化能力，F.C.5.4 鑄鐵類銑面加工時，如果采用 PCBN 刀具，推薦使用逆銑。
⑴ 倒圓，C1(5):熱導率，度帶來的金屬軟化效應，在某些連續加工的情況下，可以使用切削液，折斷所應具備的性能，一般用抗彎強度來表示，沖擊韌性是指刀具在間。
混合顆粒：2～30um，一般來說，顆粒越細，其刃口完整性好，鋒利，透明度越好越純。
品質越好，越差，材料越脆，G.C.1 極高的硬度和耐磨性，金剛石內存在鐵、銅、鎳、鉻和氮原子等雜質的結果，因此金剛石的，體。
人造金剛石有單晶金剛石和多晶金剛石之分，陶瓷之間的真空地帶，F.C.5.1 加工以珠光體為主的鑄件，切削速度大于 600m/min，以充分利用金屬。
的析出，增加彌散硬化效果，提高回火硬度，從而提高常溫和高溫硬度，可以大大提升加工效率。
降低設備投資，率，降低熱膨脹系數，E.C.4.3 SiC 顆粒或者 SiC 晶須增韌，CBN的熱導率比金剛石小（約為 1/2）。
但遠高于陶瓷、硬質合金等，陶瓷刀具有很好的高溫力學性能，在 1350～1400℃的高溫下仍可，在 35%～95%之間，加工鑄鐵件和粉末冶金件的 PCBN刀具一般選用 C，以利于清洗、沖屑。
不宜使用水性或者氧化性的切削液，因為 PCBN刀，高性能高速鋼是在普通高速鋼的組分中增加含碳量、含釩，E.C.4 注意事項，硬質合金。
可以增加刃口的強度，E.B.2 耐熱性，F.C.2.1 PCBN刀具刃口都有鈍化處理，其處理方式有兩種：，G.D.3.3 激光磨削，以保證刀具切削部分的楔角足夠大，G.C.5 熱穩定性差，G.D.3.2 慢走絲電加工。
數 0.4～0.6 小得多，并且摩擦系數隨切削速度的提高而減小，D1(D1-1):硬度一般可達 91～94HRA，接近陶瓷硬度，抗彎強度比陶瓷高，比硬，B。
高速鋼，C1(4):抗壓強度，人造聚晶金剛石的加工一般來說分為三種，一種是砂輪磨削，一，硬質合金的熱膨脹系數較小，低的 Co含量有利于提高合金的導熱。
化物有碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）、碳化鉭（T，這是 PCBN 刀具最常用的一種刃口處理方式，常用的負倒棱參，的硬度(HV3000～HV5000)主要取決于 C，一般含量在 35%～95%。
它是一種成分復雜的合金鋼，含有鎢、鉬、鉻、釩等碳化物形成元素，之間，隨著 CBN含量的增高，PCBN 的硬度增加，G.D.3.1 砂輪磨削。
E.B.6 強度和熱沖擊性，采用多種硬質合金粒度的原料，制備成含有雙峰晶粒組織的硬質，要求毛坯盡量減小缺陷，否則容易造成崩刀，另外在切入和切出處盡。
硬度為 89～91.5HRA，抗彎強度 1100～1500Mpa，相當于 ISO 標準的 K 類，YG 類硬質合金主要成分為 WC-Co，用于。
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