双相不锈钢的增材生产商：JMP首篇综合评论文章（Ⅱ）

800 MPa。在1000°C下微三处理5分钟后，与新建探头相合比，外力水平大幅回升。剪切外力显现显现出来在结构上，而填充外力显现显现出来在列于面会，如平面图10b标明。迄今为止，对WAAM和LMD生产商的DSS零组件瓦解外力的学术研究还很少。瓦解外力对疲劳和耐腐蚀病自旋的直接影响需要从检验和虚拟两个总体大幅度学术研究。

3.2.化学分子结构

3.2.1.要素属

铝锕系元素在DSS两相合中所的属formula_相合同，并随汽化密度和相合比的变化而变化。盖洞N锕系元素比复合锕系元素（包括Cr、Ni和Mo）更是容易发散。铁素体相合倾向于富含铁素体过渡到锕系元素，奥氏体相合倾向于富含奥氏体过渡到锕系元素。DSSs的锕系元素属对其力学病自旋能和耐腐蚀病自旋有关键直接影响。Zhang等人年度报告了DSS 2594的WAAM之在此之前的锕系元素分割，如平面图11标明。与嵌入丝相合比，在成型零组件的两相合中所捕捉到到Cr、Ni、Mo等锕系元素的不仅有匀属。与根茎和壁区外相合比，列于层奥氏体相合的Cr和Mo酸度很低，Ni酸度较低。在WAAM的变质步骤中所，由于迅速汽化平均速度，铝锕系元素的发散受到阻碍。由于根茎和壁区外近十年石灰岩层的先汽化，镁和钼优先比较大所在铁素体中所，而镁在奥氏体中所的酸度很低。

平面图11 DSS 2594 WAAM零组件和线材相合同位置奥氏体（a）和铁素体（b）相合中所铝锕系元素（Cr、Ni、Mo）的属

在LMD技艺中所，已建成DSSs的奥氏体和铁素体揭示显现出近乎相合同的铝锕系元素酸度，如Iams等人所年度报告的。迅速汽化平均速度消除了锕系元素的发散，DSSs的激光生铁接也年度报告了这一点。微等液灌入后，铝锕系元素的属发生了变化。如列于5标明，镁和钼比较大所在铁素体中所，而镁在奥氏体中所的酸度很低。到目在此之前为止，还很难关于DSSs的L-PBF锕系元素属的年度报告。假设两相合的锕系元素属近乎相合同，受制于比LMD颇高得多的汽化平均速度。

列于5 LMD为石灰岩自旋（AD）和后三处理微等液灌入条件生产商的DSS零组件铁素体和奥氏体相合的铝锕系元素酸度。

由于汽化和变质一层一层地通道和通道的SLM步骤,micro-melting池的交叠分界清晰可见,炉池是交叠过渡到鱼鳞的外观,这是不符颇高斯属的特点,激光光束的光能属。激光在当在此之前位平面图层对顶层来进行先炉，沿颇高度路径过渡到如平面图标明的炉池分界。从平面图中所可以看显现出，炉池结构上和分界构造有太大的顶多异。与传统意义装配的AISI 420铝制相合比，slm成形的零组件壳体粗细，壳体规格极小1 μm。炉池结构上壳体为细晶锥体突起晶体，炉池分界三处壳体规格极小炉池结构上壳体规格，并呈现定向结晶。

3.2.2.锕系元素冷却严重损失

由于炉池密度升颇高，铝锕系元素的冷却严重损失也许相合当大。冷却严重损失的体积取决于冷却通量、列于面会积和炉体池的持续等待时间。冷却通量主要受光能切变Ei的直接影响，其个数次序为L-PBF>LMD>WAAM。对于L-PBF，由于金属和蒸汽的颇湿度和滚轮灌入力，上端的过渡到大大增颇高了冷却严重损失。常温下低的锕系元素冷却严重损失大。对于特定的AM技艺，冷却严重损失随微输出的增颇高而增颇高。相合同锕系元素的相合同冷却严重损失加剧起始材质和最终零组件密切的关系的分子结构变化，从而直接直接影响一个系统构造和病自旋能。

如平面图12a标明，在DSS 2507的L-PBF之在此之前，随着位平面图平均速度从1000减缓到100 mm/s，Cr酸度从25.2 wt%减缓到12.2 wt%。Bermejo等人学术研究了运运用于Ar作为充分措施气自旋时DSS 2209 LMD步骤中所N酸度的严重损失。如平面图12b标明，浓缩中所的N酸度为0.1–0.14 wt%，少于起始混合物的0.16 wt%。微输出的增颇高增颇高了甲烷锕系元素的严重损失。平面图12c揭示了DSSs生铁接步骤中所N严重损失的衍生物。这主要是由于炉池和充分措施气自旋密切的关系的甲烷ppm顶多异引致的。当从炉池到充分措施气自旋的ppm梯度为负时，N锕系元素从炉池散开到水蒸气中所。此外，甲烷锕系元素的严重损失也是由金属和蒸气惹来的。对于L-PBF，上端的共存大大增颇高了锕系元素的冷却严重损失。如平面图12d标明，生铁道被其他生铁道和妻材包围。炉池和充分措施气自旋密切的关系的保持联系妨碍，因此，与AM技艺相合比，N严重损失更是低。为了适当补偿N的冷却严重损失，可运运用于含N2的充分措施气自旋。如平面图12b标明，通过将充分措施气自旋从Ar改为N2，DSS部件中所的N显著增颇高。

平面图12 锕系元素冷却严重损失：（a）LMD之在此之前的Cr酸度和（b）N酸度（垂直红线列于示原料中所的N酸度），（c）激光生铁接步骤中所的N严重损失衍生物，（d）除此以外生铁和WAAM密切的关系的禁用条件比较（有关此平面图例中所颜色参考的说明了，请读者参考本文的web版本。）

3.3.一个系统构造

3.3.1.固体构造

3.3.1.1.壳体规格和貌似

AM零组件的壳体规格主要由变质密度范围内的汽化平均速度决定。颇高汽化平均速度可使壳体细化。L-PBF、LMD和WAAM的汽化平均速度分别分之一为105–106、103–104和102–103 K/s[。L-PBF零组件的壳体规格最细，由于壳体细化物理现象，其切变和延展病自旋都得到了大大提颇高。壳体规格对耐腐蚀病自旋也有显著直接影响。根据除此以外文献，L-PBF的典型壳体规格分之一为1-10μm，远极小LMD和WAAM。WAAM的粒度最大。随着微输出的增颇高，汽化平均速度减缓，壳体规格增大。正如Murkute等人所年度报告的，在DSS 2507的L-PBF之在此之前，当位平面图平均速度从100 mm/s增颇高到1000 mm/s时，平仅有绝对值壳体规格从108μm2加大到19μm2。

由于铁素体相合直接从变质中所过渡到，其壳体形自旋由G/R决定，即梯度（G）除以变质在此之中间地带的变质平均速度（R）。柱突起壳体的G/R更大，等轴壳体的G/R相当大。G/R的分列次序为L-PBF>LMD>WAAM。DSS零组件中所的一次铁素体对于L-PBF一般而言为柱突起，对于WAAM为等轴，对于LMD为柱突起或混合。铁素体经固自旋转化变质后转化为奥氏体。

平面图13 奥氏体的相合同形自旋：（a–b）WAAM DSSs的光学位平面图：（a）DSSs的最后一层，（b）DSSs的壁体，（c）奥氏体结晶示意平面图

根据AM精炼条件和DSS材质，奥氏体可以列于现显现出四种相合同的形自旋：晶内奥氏体（IGA）、晶界奥氏体（GBA）、魏氏奥氏体（WA）和二次奥氏体（γ2），如平面图13标明。在汽化之在此之前，从铁素体到GBA的转化首先发生在1350–800°C的密度范围内。随着密度的大幅度减缓，WA从GBA形核并潮湿。WA一般而言呈条突起形自旋。如果在颇湿度下有足以的等待时间，IGA则会在铁素体壳体中所结晶。由于晶格发散的颇高分子可，IGA的结晶妨碍。二次奥氏体的析显现出主要由近十年层石灰岩的先汽化步骤惹来。

3.3.1.2.平滑

如平面图14a–b标明，由于梯度太大，一次铁氧体沿构建路径（BD）潮湿。在L-PBF技艺中所，在迅速汽化平均速度下，铁素体壳体的宽度很小。对于WAAM零组件，柱突起铁素体在石灰岩路径上呈现显现出强力的[001]织构，而奥氏体呈现[001,101]偏向，如平面图15标明。很强一定偏向的柱突起壳体加剧各向异病自旋特病自旋。Zhang等人在DSS2594探头中所发掘显现出了剪切病自旋能的各向异病自旋。水平路径的剪切切变（HD）大于BD。Nigon等人年度报告了L-PBF生产商的DSS 2205探头的各向异病自旋耐腐蚀病自旋。平面BD的探头列于面会的腐蚀电流为83.2 nA/cm2，大于平行于BD的列于面会的65.4 nA/cm2，这可以通过偏向壳体和暴露区外域归因于的相合同晶界来说明了。Papula等人通过层层旋转66°的L-PBF位平面图策略，减轻了DSS 2205探头的固体平滑，如平面图14c标明。

平面图14 LPBF的新建DSS探头的EBSD页面：（a）DSS 22Cr，（b）DSS 25Cr[17]（c）DSS 2205，很强66°位平面图旋转。

平面图15 WAAM归因于的DSS 2594的EBSD位平面图：（a）SEM位平面图，（b）相合平面图（红色：奥氏体，金色：铁素体），（c）EBSD和WAAM石灰岩坐标系密切的关系的的关系，Z路径奥氏体（d）和铁素体（e）的IPF位平面图。

3.3.2.相合变

3.3.2.1.两相合比

两相合比取决于两个因素：化学分子结构和AM三处理条件。很低的Creq/Nieq和相当大的t12/8则会增颇高铁素体%-，而较低的Creq/Nieq和更大的t12/8则会促进奥氏体的过渡到。在生铁接步骤中所，更大的微输出加剧更大的t12/8和更是多的奥氏体。一般而言，微直接影响区外（HAZ）的迅速汽化平均速度则会加剧铁素体过多，常常是对于微输出相合对相当大的激光生铁接。已开发设计显现出很强低Creq/Nieq的超级DSS，以消除铁素体的过渡到并大大提颇高可生铁病自旋。

对于DSSs的AM，也捕捉到到类似的模式。与生铁接相合比，AM技艺来进行多次重复汽化。对于WAAM，累积微输出大于弧生铁。t12/8的汽化平均速度要低得多，因此在WAAM生产商的DSS零组件中所一般而言则会发掘显现出中毒的奥氏体。然而，由于微输出相当大，LMD和L-PBF生产商的DSS零组件中所一般而言则会发掘显现出中毒的铁素体。在L-PBF生产商的某些DSS零组件中所近乎看不到奥氏体相合。由L-PBF、LMD和WAAM制备的DSS 2205探头的奥氏体%-分别为1%、38.5%和61.5–66.1%，尽管起始原料的更早奥氏体%-仅有保持为50%。

气自旋充分措施金属和弧生铁技艺分设示意平面图。

电弧生铁是用来相连金属和的。在电极和被相连部件密切的关系归因于电弧，以便在相连区外域炉化部件。同时将嵌入材质送入该电源线。电弧生铁技艺包括充分措施金属和电弧生铁、金属和惰病自旋气自旋充分措施生铁、钼惰病自旋气自旋充分措施生铁、等离子弧生铁和埋弧生铁。气钼极弧生铁技艺分设示意平面图如上平面图标明。通过电弧生铁接电源线的曲率示例如下平面图标明。请注意在每个生铁缝区外域内和远处该区外域的相合同显微秘密组织，以及在相合同材质中所。

通过电弧生铁接电源线的曲率的例子。(a)埋弧生铁a -710钢制。(b)钼弧生铁铜11000冷轧。

DSS 2201、2205和2507零组件的新建LMD零组件的奥氏体%-分别为16.1%、38.5%和58.3%。Super DSS 2507的Creq/Nieq绝对值略颇高于，这对奥氏体酸度的增颇高起到了积极起着[78]。Wen等人运运用于定制的DSS混合物，其镁酸度大于DSS 2205，并通过LMD获得奥氏体%-为47%的DSS零组件。相合反，对于WAAM，需要额外的努力来消除中毒奥氏体的过渡到。

Knezović等人通过在DSS 2205的WAAM之在此之前将层间密度从150℃减缓到50℃，将铁素体酸度从33.9%增颇高到38.5%。从铁素体到奥氏体的转化需要等待时间来进行发散。运运用于150°C的层间密度录制的壁的等待时间比运运用于50°C录制的壁的等待时间少两倍以上，同时铁素体酸度低5%分之一。

壳体底层的汽化平均速度最颇高，奥氏体酸度略颇高于。由于微量积聚，中所间层的汽化平均速度要慢得多。同时，后续石灰岩层对先在此之前石灰岩层来进行微三处理，并并能增颇高先在此之前石灰岩层中所的奥氏体酸度。基座的奥氏体比重较低，因为它很难大幅度重新汽化。相合同层的波形比的顶多异加剧了DSSs的不仅有匀病自旋。如平面图16标明，WAAM DSSs 2954的显微硬度随壁的相合同位置而变化。

平面图16 WAAM DSS 2594在相合同位置的硬度属

商业DSSs的AM仅通过优化技艺条件难以达到预期的两相合比和一个系统构造的仅有匀属。后固溶三处理运用于闭环两相合比和仅有匀秘密组织属。Jiang等人学术研究了微三处理对两种定制DSS混合物L-PBF之在此之前两相合比的直接影响：22Cr（22.5Cr-5.5Ni-3.5Mo-0.21N）和25Cr（25.7Cr-7.3Ni-4.4Mo-0.3N）。新建22Cr和25Cr DSS零组件中所呈现的相合被量化为吻合100%的铁素体。固溶三处理后，22Cr和25Cr的奥氏体铁素体比分别恢复到45:55和52:48。22Cr和25Cr的千分之密度分别分设为1100℃和1170℃。保温等待时间仅有的游戏为5分钟，然后来进行水淬。

在DSS 2205的LMD最后，Iams等人在1170°C和145 MPa下来进行3小时的微等液灌入，做到了奥氏体%-从38.5%增颇高到57.6%。WAAM在石灰岩自旋DSS 2209壁中所的平仅有绝对值奥氏体%-为66%，在1250、1300和1350°C下微三处理后，探头中所的平仅有绝对值奥氏体%-分别变为48%、45%和28%，如平面图17标明。

平面图17 相合同微三处理密度下沿石灰岩路径的奥氏体酸度属

3.3.2.2.第二阶段

除奥氏体和铁素体的壳体相合外，根据平面图1c标明AM步骤中所的应用领域微循环，还也许显现显现出来第二相合，例如金属和间锂（σ和χ）、磷（CrN和Cr2N）、第二相合奥氏体（γ2）、碳化物。σ相合的过渡到主要起源于铁素体（δ）的共析转化σ+γ2），并在600至1000°C的密度范围内显现显现出来。脆病自旋σ相合在Fe、Cr和Mo中所掺入，一般而言在δ/γ相合分界或三重相连三处结晶。细t8/5，即迅速汽化平均速度，消除σ相合的过渡到。

由于迅速汽化平均速度，在LMD和L-PBF步骤中所近乎很难捕捉到到σ相合的过渡到。为了物理虚拟WAAM微循环的直接影响，对DSS 2507探头来进行钼极气自旋电弧炉炼，即所谓的复制都可装配构造（DAMS）。如平面图18标明，在颇湿度和低温微直接影响区外分别捕捉到到磷和σ相合。σ相合的共存减缓了DSSs的韧病自旋和延展病自旋，但大大提颇高了DSSs的抗拉切变。

平面图18 DSS 2507探头的妻金属和(BM)和重复增材装配构造(dam)中所σ相合(σ)的SEM位平面图

DSS中所甲烷的申请加入促进了奥氏体的过渡到，但也增颇高了磷析显现出的趋向于。甲烷原子被设计者成仅有匀地溶解在DSS材质的铁素体和奥氏体相合中所。甲烷在两相合中所的酸度和发散平均速度相合同，加剧铁素体中所的过饱和甲烷。由于汽化平均速度快，磷从铁素体析显现出，因为甲烷很难足以的等待时间发散到奥氏体中所。磷的过渡到还与不够足以的奥氏体酸度有关，因为很难足以的奥氏体溶解甲烷。Davidson等人在DSS 2507的L-PBF之在此之前捕捉到到圆锥形和针突起CrN相合，如平面图19a–b标明。

平面图19 AM DSS的磷结晶：（a–b）L-PBF DSS中所的CrN结晶过渡到，（c–d）LMD DSS的CrN结晶，（c）SEM位平面图，（d）EBSD位平面图

Hengsbach等人在L-PBF装配的DSS 2205中所捕捉到到变质步骤中所晶内磷的结晶，以及近十年微循环步骤中所晶间磷的结晶。DSS 2594的WAAM之在此之前也年度报告了CrN和Cr2N的共存，如平面图19c–d标明。磷加剧DSSs的韧病自旋和耐腐蚀病自旋恶化。通过运运用于甲烷气充分措施气自旋或固溶微三处理增颇高奥氏体%-，更是多的甲烷气溶解在壳体中所，从而消除磷的析显现出。

在此之前一层的每一次汽化可加剧铁素体相合变为γ2相合。Lervåg等捕捉到到DSS 2507 WAAM之在此之前γ2，如平面图20a-b标明。γ2相合显现显现出来在铁素体壳体内(晶内γ2)和铁素体与初生奥氏体的分界三处(晶间γ2)。根据Zhang等人的学术研究，晶内γ2一般而言在铁素体壳体中所呈现显现出粗细的固体簇，而晶间γ2在初生奥氏体外围呈现显现出薄膜构造(平面图20c-d)。与更早奥氏体相合比，二次奥氏体中所Cr、Mo和N锕系元素酸度较低，加剧耐蚀病自旋回升。适当的固溶微三处理减少了二次奥氏体和一次奥氏体分子结构的顶多异。

平面图20 WAAM中所的二次奥氏体：（a–b）DSS 25Cr[62]，（c–d）DSS 2594

参考文献：S.K. Ghosh, S. Mondal，High temperature ageing behaviour of a duplex stainless steel

，Mater Charact, 59 (12) (2008), pp. 1776-1783；A.V.Jebaraj, L. Ajaykumar, C.R. Deepak, K.V.V. Aditya，Weldability,machinability and surfacing of commercial duplex stainless steel AISI2205 formarine applications–a recent review，J Adv Res, 8 (3)(2017), pp. 183-199

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