增材制造金屬的斷裂和疲勞（1）

來源：長三角G60激光聯(lián)盟

導(dǎo)讀：本文對AM合金中結(jié)構(gòu)-性能相關(guān)性的當前理解進行了全面回顧。本文為第一部分,。


與傳統(tǒng)制造方法相比,，金屬部件的增材制造（AM）具有許多優(yōu)勢，最顯著的是在幾乎沒有材料浪費的情況下實現(xiàn)設(shè)計自由,。因此,，目前對各種結(jié)構(gòu)合金的制造方面有著重大的興趣。同時,，建立加工-微觀結(jié)構(gòu)-機械性能關(guān)系,，以及AM工藝固有的缺陷、殘余應(yīng)力和細觀結(jié)構(gòu)等屬性,，對于廣泛采用AM制造的結(jié)構(gòu)金屬部件至關(guān)重要,。本文對AM合金中結(jié)構(gòu)-性能相關(guān)性的當前理解進行了全面回顧。強調(diào)了AM合金微觀結(jié)構(gòu),、工藝相關(guān)屬性及其對拉伸,、斷裂、疲勞裂紋擴展和無缺口疲勞性能的影響的獨特方面,，強調(diào)了微觀結(jié)構(gòu)和工藝屬性之間的相互作用,，以確定AM合金在性能方面的結(jié)構(gòu)完整性�,？偨Y(jié)了通過在AM期間臨時改善加工條件或通過退火,、熱等靜壓和噴丸等后處理處理來提高合金損傷容限的策略。確定了在理解AM合金疲勞和斷裂方面存在的差距,。預(yù)計這些差距將為這一領(lǐng)域的研究提供未來的途徑,。

1介紹

金屬零件的傳統(tǒng)制造除了是關(guān)鍵技術(shù)的推動因素外,，也是現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟的一個組成部分。通常,，制造包括鑄造,，然后使用鍛造、軋制或擠壓（或其他方法）進行熱機械加工“成形”,，以及通過焊接,、機加工、表面改性等進行最終“精加工”,。隨著這些工藝經(jīng)過幾個世紀的微調(diào)和完善,，人們對合金成分、加工歷史,、微觀結(jié)構(gòu)演變和機械性能之間的關(guān)系有了詳細的了解,，并將其應(yīng)用于工業(yè)實踐。鑒于結(jié)構(gòu)零件通常必須同時滿足多個特性指標,，此類知識尤其重要,，因為成分或加工路線（或兩者）的微小變化可能以多種方式改變特性組合，而這些方式不一定以簡單的方式關(guān)聯(lián),。

在兩種尺寸縮放情況的第一次成形操作中,，具有不同狀態(tài)和沖壓沖程的板材的微觀結(jié)構(gòu)。

增材制造（AM）與傳統(tǒng)制造中通常采用的“減材制造”相比,，有可能篡奪上述微調(diào)制造均衡,。這是因為它提供了許多優(yōu)勢：（i）僅使用一個制造步驟進行近凈成形零件制造，（ii）設(shè)計靈活性,，允許進入否則無法利用的設(shè)計空間,，（iii）接近零的材料損耗，導(dǎo)致高的“飛購”比,，（iv）零件的快速原型制作和測試,，這顯著減少了新設(shè)計從“概念到部署”的周期時間，（v）使用不同合金制造不同類型組件的靈活性,，（vi）按需制造,，從而降低庫存成本和最小化供應(yīng)鏈中斷，以及（vii）能夠生產(chǎn)具有組分梯度的零件或其中包含多種合金,。因此,，全世界都對AM感到相當興奮，已經(jīng)（或正在）對研究和能力建設(shè)進行了大量投資,。AM對于工業(yè)4.0的重要性（由于其數(shù)字特性）也是一個根本原因,。

在正在探索的不同類別的材料中，金屬和合金的AM在技術(shù)上是最具挑戰(zhàn)性的,，因為以高度可再生的方式生產(chǎn)零件并不像表面看起來那么簡單,。由于其他與工藝相關(guān)的屬性,，如孔隙度、殘余應(yīng)力,、由逐行,、逐層構(gòu)建策略產(chǎn)生的細觀結(jié)構(gòu)，以及構(gòu)建零件不同位置的微觀結(jié)構(gòu)變化,，使得工藝結(jié)構(gòu)屬性關(guān)系的建立變得相當復(fù)雜,。因此，確保為質(zhì)量評估和認證目的生產(chǎn)的零件的結(jié)構(gòu)完整性和可靠性仍然是阻礙AM廣泛應(yīng)用的一個重大挑戰(zhàn),。解決這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵是詳細的結(jié)構(gòu)-屬性關(guān)聯(lián),，同時也要考慮過程屬性。雖然對制造方面和微觀結(jié)構(gòu)-拉伸性能連接進行了廣泛的調(diào)查和報告,，但對最終決定工程零件結(jié)構(gòu)完整性的疲勞和斷裂方面的研究并不廣泛,，尤其是從“微觀結(jié)構(gòu)”的角度。

疲勞驅(qū)動斷裂是承重部件結(jié)構(gòu)失效的最主要原因,。在傳統(tǒng)制造的金屬合金中，驅(qū)動疲勞失效的萌生,、擴展和快速斷裂機制的微觀結(jié)構(gòu)起源已被充分理解,。然而，對于AM合金中獨特的微觀結(jié)構(gòu),，如細亞穩(wěn)相,、細觀結(jié)構(gòu)和孔隙率（所有這些都是由獨特的加工屬性直接導(dǎo)致的）如何影響疲勞和斷裂的理解還沒有完全確定。這不僅對AM組件的可靠性評估至關(guān)重要,，而且有助于確定必須修改的加工步驟,，以生產(chǎn)具有足夠或優(yōu)越結(jié)構(gòu)完整性的組件。

AM與大量的工藝參數(shù)相關(guān)聯(lián),，允許復(fù)雜的設(shè)計特征,，導(dǎo)致極不尋常的加載配置，并允許定制零件生產(chǎn),；這使得連接材料,、工藝和結(jié)構(gòu)尤其困難�,？紤]到這一點,，我們在此全面回顧了AM合金的疲勞和斷裂方面。此外,，由于微觀結(jié)構(gòu)和拉伸性能是討論的重要部分,，因此也總結(jié)了這些方面。

馬氏體時效鋼LBM試樣在480℃/5 h時效期間的再奧氏體化,。原子探針層析成像(APT)測量的位置(a),，以及元素Ni, Co, Mo和Ti沿圓柱體的濃度分布(b),，如(a)所示。

2 廣泛使用的AM技術(shù)和合金

2.1. 方法

ISO/ASTM 52900標準目前將AM工藝分為以下七類：粘合劑噴射（或粘合劑噴射打印,，BJP）,、定向能沉積（DED）、材料擠出,、材料噴射,、粉末床熔融（PBF）、板材層壓和還原型光聚合,。根據(jù)所使用的能源（激光或電子束和電�,。�、原料狀態(tài)（粉末,、金屬絲或板材）和進料方法（吹塑或喂料粉末或粉末床）對這些材料進行進一步分組,。根據(jù)有關(guān)AM合金疲勞和斷裂的現(xiàn)有文獻的數(shù)量和質(zhì)量以及其中的微觀結(jié)構(gòu)-性能相關(guān)性，本綜述的重點僅限于三種粉末基技術(shù),，即BJP,、PBF和DED。

與DED相比,，PBF主要用于全尺寸零件的制造,，因此，就工業(yè)應(yīng)用而言,，PBF是最接近傳統(tǒng)制造的天然替代品,。目前最流行的金屬調(diào)幅方法是基于激光的PBF或LB-PBF。它的普及主要是由于相對較高的尺寸精度,，較低的機器成本和較短的制造時間,。電子束基PBF (EB-PBF)是在高真空環(huán)境下進行的，通常低于10 - 4mbar,，為制造對氧和氮具有高親和力的材料(如Ti和Al合金)提供了理想的低污染環(huán)境,。

在標準樣品C0的AM構(gòu)建中觀察到的孔隙類型的例子，在相同的比例下,，并轉(zhuǎn)換成適合單個圖形:球形孔隙,，小(i)和大(ii)(藍色);(iii)兩個近球形孔連在一起(藍綠色);不規(guī)則的毛孔，小的(iv)和大的(v)不規(guī)則的(紅色),。構(gòu)建方向是z,，而x和y表示孵化方向。

在DED中,，材料通常是通過壓力噴粉的方式沉積到熱源的焦點,。最常見的是，DED用于表面涂層和修復(fù)由于磨損或損壞而導(dǎo)致材料缺失的零件,。雖然電子束或電弧熱源已被用于DED技術(shù),，但最近的大多數(shù)發(fā)展都集中在基于激光的DED (LB-DED),。

PBF過程如圖1a所示。使用料斗或靠近粉床的蓄水池將粉末分布在床上,。每一層通常是有選擇地熔化一條線,，每次與相鄰線重疊，以形成所需形狀的層,。為了制備連續(xù)層,，降低構(gòu)建平臺，在粉末床上鋪開預(yù)定厚度的新粉末層,，并重復(fù)選擇性熔化,。重復(fù)這個過程來構(gòu)建三維部分。制造完成后,，去除未熔的粉末,，以顯示其AB狀態(tài)的部分，熔融到構(gòu)建平臺,。理想情況下,，在移除支撐結(jié)構(gòu)和移除搭建平臺之前，該部件應(yīng)先消除應(yīng)力(SR),，以避免變形,。通常進行后處理，包括熱處理,，如退火(AN)和表面加工步驟,，以增加機械性能和細化尺寸公差,。

圖1 示意圖說明了（a）基于激光的粉末床熔合（LB-PBP）工藝,、（b）基于激光的定向能沉積（LB-DED）工藝和（c）粘合劑噴射打印（BJP）工藝,。

PBF工藝中的層厚度可以在20到200µm之間,，這取決于用于固結(jié)的材料類型和熱源。為了使粉末床的流動順暢和填充良好,，顆粒需要盡可能呈球形,，且尺寸分布較窄。在LB-PBF中,，粉末材料被選擇性熔融,，通常使用波長約1070 nm、功率范圍為20至1000 W的Nd:YAG激光器,。焦平面內(nèi)激光束的典型光斑尺寸介于50至180µm之間,，具體取決于所使用的制造系統(tǒng)。激光束通過電流計掃描儀定向,，以在沉積粉末層上實現(xiàn)100至2000 mm/s的掃描速度,。

典型激光粉末DED工藝示意圖,。

通過熔化表面并同時應(yīng)用粉末原料來制造零件。粉末由同軸安裝在熱源上的噴嘴供應(yīng),。生成的熔池通常通過用惰性氣體淹沒構(gòu)建區(qū)域來防止氧化,。DED工藝不受尺寸限制，因此更常用于生產(chǎn)大型零件,。此外,，通過在現(xiàn)有零件上沉積合金，可以在維修應(yīng)用中使用DED工藝,。

雖然BJP方法還依賴于粉末床系統(tǒng)（圖1c）,，但它采用選擇性沉積粘合劑來構(gòu)建綠色零件，隨后對其進行高溫燒結(jié),，以首先燃燒聚合物粘合劑,，然后燒結(jié)粉末顆粒以達到最終密度和強度。由此產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)沒有亞穩(wěn)相,、殘余應(yīng)力,，并且與使用常規(guī)方法產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)相當。雖然被認為更便宜（而且生產(chǎn)率更快）,，但該工藝的主要缺點是相對較高的孔隙度,。

2.2. 合金

AM考慮了多種金屬和合金；報道最多的是鈦合金,、鋼,、鎳基高溫合金和鋁合金。

在鈦合金中,，Ti-6Al-4V（Ti6Al4V）是一種α+β合金,，開發(fā)最為廣泛，LB-PBF,、EB-PBF和LB-DED成功用于制造零件,。還對其他鈦合金，如使用LB-PBF生產(chǎn)的Ti13Nb13Zr和Ti6Al2Sn4Zr2Mo以及使用LB-DED生產(chǎn)的Ti6.5Al3.5Mo1.5Zr0.3Si進行了檢驗,。還使用LB-PBF和EB-PBF生產(chǎn)了TiAl基合金,，如Ti48Al2Cr2Nb，使用EB-PBF生產(chǎn)了Ti43.5Al4Nb1Mo0.1B,。

經(jīng)DED處理的竣工MLM試樣橫截面上的顯微硬度分布：（a）I型和（b）II型,。

鎳基高溫合金因高溫應(yīng)用而廣為人知，通過使用LB-PBF,、EB-PBF和LB-DED檢查其打印適性,，包括鉻鎳鐵合金625和718。此外，還探索了使用微型激光輔助加工工藝制造Inconel 100零件的方法,。

經(jīng)DED處理的竣工MLM試樣的微觀結(jié)構(gòu)：（a）I型和（b）II型,。

使用AM生產(chǎn)的不同鋁合金數(shù)量有限。使用LB-PBF,、EB-PBF和LB-DED成功生產(chǎn)的合金包括時效硬化AlSi10Mg和共晶AlSi12,。

使用AM加工金屬的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于熱源和原料材料之間相互作用的性質(zhì)。此外,，具有高度不同蒸氣壓的合金元素,，例如鋁與鎂和鋰合金，在真空條件下優(yōu)先汽化,。絕大多數(shù)合金在LB-PBF,、EB-PBF和LB-DED期間普遍存在的快速凝固條件下容易開裂。一般而言,，易焊接合金也適用于采用這些方法進行AM的合金,。除此之外，合金,、鈦基和鐵基合金的同素異形,，以及通常與某些AM技術(shù)相關(guān)的大溫度梯度和復(fù)雜熱循環(huán)，使得AM工藝,、微觀結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系獨特,。這反過來又使制造的合金及其機械性能對所使用的工藝高度敏感。因此,，在零件制造過程中,，需要仔細選擇工藝參數(shù)組合并進行精確控制，以提高可靠性,。

激光沉積Ti−6.5Al−3.5Mo−1.5Zr−0.3Si板在YOZ截面上的形貌,。

粉末原料的質(zhì)量在決定制造零件的整體質(zhì)量，尤其是相對密度方面起著至關(guān)重要的作用,。在PBF工藝中,，粉末粒度和分布,、球形度,、粗糙度和微觀結(jié)構(gòu)影響其流動性，從而影響AM工藝中沉積材料的能力,。

與PBF工藝不同,，DED方法對原料不太敏感。然而,，粉末顆粒表面上的裂紋或劃痕可能導(dǎo)致最終AM零件中出現(xiàn)孔隙,。Nandwana等人報告，粉末粒度分布和合金化學直接影響B(tài)JP零件的燒結(jié)動力學,，從而影響收縮率和可實現(xiàn)的致密化,。

3,，AM合金中的微觀和細觀結(jié)構(gòu)

AM期間，在任何給定情況下,，采用“直接”方法快速凝固少量熔體,，使合金具有類似于使用快速淬火技術(shù)獲得的微觀結(jié)構(gòu)：細、亞穩(wěn)（通常）和具有增強固溶度的組分相,。在本節(jié)中,，我們首先總結(jié)了幾個AM合金類別的共同特征，然后介紹了每個合金系列的特定特征,。

3.1. 常見微觀結(jié)構(gòu)特征

3.1.1. 凝固的細胞結(jié)構(gòu)

使用直接AM技術(shù)制備的許多合金(即LB-PBF,、EB-PBF和LB-DED)的一個顯著特征是凝固胞狀結(jié)構(gòu)，其長度尺度在LB-PBF和LB-DED合金中可以從~ 0.1到1µm,，而使用EB-PB制備的合金通常大于~ 5µm,。圖2顯示了由LB-PBF產(chǎn)生的316L細胞微觀結(jié)構(gòu)的代表性圖像。這些結(jié)構(gòu)的形成是凝固過程中結(jié)構(gòu)性過冷的結(jié)果,。當固液界面前的液體溫度由于溶質(zhì)濃度較高而低于固液界面的凍結(jié)溫度時,，固液界面變得不穩(wěn)定，從而有利于樹枝狀生長,。枝晶的形貌由溫度梯度(G)和凝固速率(H)的比值控制,。在LB-PBF中，冷卻速率非常高,，凝固時間不足以形成二次枝晶臂,，從而形成胞狀形貌。在冷卻速度相對較慢的LB-DED過程中,，觀察到二次枝晶臂,。

圖2 316L細胞結(jié)構(gòu)的HAADF干細胞圖像，其中EDS圖譜顯示鉬和鉻在細胞邊界上的分離,。

在幾種合金中觀察到的胞狀結(jié)構(gòu)與溶質(zhì)偏析和位錯胞狀結(jié)構(gòu)有關(guān),。以LB-PBF 316L為例，圖2顯示了Cr和Mo在細胞壁上的分離,。在過去的十年中,，人們提出了幾種機制，其中一些是:(i)定向凝固過程中沿晶胞邊界的溶質(zhì)偏析,，引起了溶質(zhì)富集產(chǎn)生的應(yīng)力,。這種應(yīng)力可以通過位錯結(jié)構(gòu)的形成來調(diào)節(jié)。(ii)沿胞界的溶質(zhì)偏析伴隨著幾何上必要的位錯子結(jié)構(gòu),，導(dǎo)致跨胞界的凈定向錯,。(iii)位錯胞結(jié)構(gòu)是由于熱收縮而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力的結(jié)果。之后，這種結(jié)構(gòu)增加了沿其擴散的溶質(zhì),，導(dǎo)致偏析,。

3.1.2. 細觀結(jié)構(gòu)

AM合金中的細觀組織不僅表現(xiàn)在采用的掃描方法，還表現(xiàn)在織構(gòu),、晶界和缺陷形成,。圖3a顯示了LB-PBF AlSi12的細觀結(jié)構(gòu)。在俯視圖中,，可以看到固化的激光軌跡,，而側(cè)視圖顯示重疊的熔池截面。熔池邊界對應(yīng)激光束的高斯分布,，即最高深度位于激光束的中心,。Si在熔池邊界分離，如圖3b和c,、d所示為LB-PBF Ti6Al4V的顯微組織,，層間掃描旋轉(zhuǎn)分別從90°變?yōu)?7°。在俯視圖中可以看到兩相合金的先驗-β晶粒(PBG)結(jié)構(gòu),，其中90°掃描策略產(chǎn)生了棋盤式結(jié)構(gòu),，每個正方形的寬度對應(yīng)于所采用的掃描間距，而67°掃描旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了更球形和等軸結(jié)構(gòu),。側(cè)視圖顯示柱狀PBG結(jié)構(gòu),，也被視為細觀結(jié)構(gòu)，這在AM Ti6Al4V中常見,。

圖3 采用單熔體策略生產(chǎn)的LB-PBF（a）AlSi12具有代表性的微觀結(jié)構(gòu),，（b）SEM圖像顯示了硅偏析的熔池邊界區(qū)域。,。（c） Ti6Al4V使用90°掃描旋轉(zhuǎn)和（d）后續(xù)層之間67°掃描旋轉(zhuǎn)生產(chǎn),。

3.2. 合金系統(tǒng)特定屬性

3.2.1. 鈦合金

激光工藝過程中的快速凝固導(dǎo)致在PBG中形成由亞穩(wěn)馬氏體α′相組成的精細微觀結(jié)構(gòu)，從而在大多數(shù)鈦合金中形成層次結(jié)構(gòu),。初級晶粒傾向于延伸到整個PBG,。在一次板條之間形成更細的二次、三次和四次晶粒（由于凝固合金層經(jīng)歷的重復(fù)加熱循環(huán)）,，從而形成網(wǎng)狀組織,。通過采用合適的掃描策略或添加使晶粒更容易形核的孕育劑，可以實現(xiàn)從柱狀PBG結(jié)構(gòu)到等軸PBG結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,。然而,，在微觀結(jié)構(gòu)和性能方面仍然存在顯著的各向異性,。

3.2.2. 鋼材

圖4說明了PBF 316L中微觀結(jié)構(gòu)的層次性,，其包括熔體池中的細等軸晶粒及其邊界處的柱狀晶粒。PBF和DED處理鋼的特征顯微組織特征的尺寸范圍很廣。在一端,，其尺寸可以與熔池尺寸的順序相同（圖4a）,。在更細的尺度上，它們可以是幾十納米,，與凝固單元的尺寸相對應(yīng)（圖4b和c）,。由于凝固速度降低，蜂窩結(jié)構(gòu)的尺寸隨著掃描速度的降低而增大,。由于相對較大的熔池尺寸和較慢的掃描速度,，DED工藝通常會導(dǎo)致形成較大的晶粒。

圖4 顯示分層結(jié)構(gòu)的316L顯微照片,。（a）顯示晶粒取向的IPF圖,，（b）顯示熔體池中高角度晶界的SEM顯微圖，（c）顯示細胞結(jié)構(gòu)的TEM顯微圖,，（d）細胞邊界上的氧化物雜質(zhì),。316L的IPF圖顯示了熔池對織構(gòu)的影響。（e）熔池寬度175µm,，深度75µm（f）熔池寬度175µm,，深度125µm，和（g）熔池寬度250µm,，深度125µm,。

Olivier等人證明，可以通過改變?nèi)鄢氐男螤詈痛笮�來減少外延生長,，如圖4e-g所示,。也可以通過在一定程度上改變工藝參數(shù)來改變晶體結(jié)構(gòu)。例如,，Zhongji等人通過采用多掃描策略來產(chǎn)生寬高比為2:1的穩(wěn)定深熔池,，設(shè)計了一種<011>晶體織構(gòu)來代替首選的<001>織構(gòu)。

在SLM制造的SS316L樣品中形成<001>和<011>晶體紋理,，激光功率分別為380 W和950 W,。

LB-PBF 18Ni300馬氏體時效鋼也表現(xiàn)出分級顯微組織，凝固胞位于馬氏體顯微組織內(nèi)部,。在AB條件下,，微觀結(jié)構(gòu)由馬氏體和奧氏體組成，未觀察到沉淀或小原子團,，表明冷卻速度足以抑制沉淀,。這使得AB狀態(tài)下的合金具有相當?shù)娜彳浶院脱诱剐浴?br />
3.2.3. 鎳基高溫合金

鎳基高溫合金零件已使用所有主要AM工藝成功生產(chǎn)，其中鉻鎳鐵合金718和625是研究最廣泛的合金,。其中的微觀結(jié)構(gòu)從等軸到柱狀不等,，這取決于所采用的熔池幾何形狀和工藝參數(shù),。在AM過程中，晶粒形貌可以得到一定程度的控制,。

在AB狀態(tài)下不會發(fā)生析出強化,，因為通過析出溫度的快速冷卻不允許γ′和γ”相的形成�,？焖倌�固還導(dǎo)致Nb,、Ti和Mo沿晶胞邊界發(fā)生微偏析，如圖5a-c所示,。這導(dǎo)致沿晶胞邊界形成Laves相,，或在晶胞和晶界形成δ相。其中一些相不利于合金的機械性能,。此外,，Laves相還吸收了Nb、Mo和Ti,，這些元素對時效過程中γ′和γ”相的形成至關(guān)重要,。

圖5（a） HAADF-STEM顯微照片和STEM-EDX圖突出了（b）Nb和（c）Ti沿細胞邊界的分離。顯示Nb在（d）AB試樣中偏析的EPMA元素圖,，（e）老化后（AG,，720°C，8 h,，620°C,，8 h），（f）溶解和老化后（STA,，980°C,，1 h，AG）,，（g）均化和溶解后（HSTA,，1150°C，1 h,，STA）,。

3.2.4. 鋁合金

在高強度鋁合金中，AlSi12和AlSi10Mg以及AA2024和AA7050是最常見的適用于AM工藝的鋁合金,。傳統(tǒng)生產(chǎn)的鋁硅合金在其微觀結(jié)構(gòu)中含有明顯較粗的硅顆粒,。由于PBF和DED過程中的高冷卻速率，鋁通過硅的偏析而凝固,，從而導(dǎo)致硅在初生鋁相周圍富集,，從而形成細胞結(jié)構(gòu)。

硅顆粒尺寸已顯示出隨打印零件尺寸的變化而變化,；高溫下持續(xù)時間的延長允許硅在柱狀晶粒中沉淀,。固溶體中的硅濃度為∼ 7 wt%（與傳統(tǒng)制造合金的1.6 wt%相比）,，由于固溶強化，導(dǎo)致AM-Al-Si合金的強度顯著增加,。硅顆粒在AB零件中的不均勻分布對其機械性能既有利又有害,。因此,，已采用各種熱處理來改善機械性能,。圖6a顯示了沿胞狀邊界偏析的共晶硅顆粒網(wǎng)絡(luò)，即使在熱處理后仍保留（圖6b）,。雖然標準T6熱處理已被證明消除了硅網(wǎng)絡(luò),，但在>500°C的溫度下進行溶解，會從固溶體中釋放出大量的硅,，從而在晶界處形成粗硅顆粒（圖6d）,。

圖6 SEM顯微照片顯示了（a）AB條件下的硅顆粒分布，（b）AN（160°C持續(xù)5小時）,，（C）SR后（320°C持續(xù)2小時）,，以及（d）T6處理后（510°C持續(xù)6小時），然后是AG（170°C持續(xù)4小時）,。

來源：Fracture and fatigue in additively manufactured metals, Acta Materialia, doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117240

參考文獻：D.D. Gu, W. Meiners, K. Wissenbach, R. Poprawe, Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms,Int. Mater. Rev., 57 (2012), pp. 133-164, 10.1179/1743280411Y.0000000014