[發(fā)明專(zhuān)利]利用電阻率進(jìn)行快速增材制造的鈦強(qiáng)度評(píng)估的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010594466.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112149270A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·H·貝克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06F113/26;G06F111/10
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 尚曉芹

本發(fā)明的名稱(chēng)為利用電阻率進(jìn)行快速增材制造的鈦強(qiáng)度評(píng)估的方法。提供了用于評(píng)估增材制造的材料強(qiáng)度。該方法包括針對(duì)設(shè)定的位錯(cuò)密度來(lái)校準(zhǔn)多相增材材料的基線(xiàn)電阻率，作為相分?jǐn)?shù)和相組成的函數(shù)，其中該材料的各個(gè)相具有不同的電阻率值。在增材制造期間，在增材材料經(jīng)過(guò)多個(gè)加熱和冷卻循環(huán)后，表征增材材料的相分?jǐn)?shù)、相組成和電阻率。然后根據(jù)增材制造后的電阻率，考慮由表征確定的相分?jǐn)?shù)和相組成的影響，確定增材材料的位錯(cuò)密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)內(nèi)容一般地涉及增材制造，并且更具體地涉及使用微結(jié)構(gòu)表征和電阻率以確定增材制造的金屬中的位錯(cuò)密度。

背景技術(shù)

位錯(cuò)是缺陷或不規(guī)則性，例如晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)原子平面的終止。該缺陷導(dǎo)致原子的周?chē)矫鎳@終止平面的邊緣彎曲。位錯(cuò)影響材料的多種性質(zhì)，包括強(qiáng)度。位錯(cuò)密度是晶體材料在單位體積中的位錯(cuò)數(shù)。

材料中位錯(cuò)密度的增加會(huì)提高屈服強(qiáng)度。通過(guò)機(jī)械循環(huán)(例如軋制或鍛造)來(lái)賦予通過(guò)位錯(cuò)密度強(qiáng)化鍛造材料。在這樣的應(yīng)用中，可以通過(guò)跟蹤所執(zhí)行的機(jī)械變形量來(lái)確定位錯(cuò)密度。然而，在增材制造的情況下，所討論的材料經(jīng)歷熱循環(huán)而不是機(jī)械循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容

說(shuō)明性實(shí)施方式提供了評(píng)估增材制造的材料強(qiáng)度的方法。該方法包括針對(duì)設(shè)定的位錯(cuò)密度，來(lái)校準(zhǔn)多相增材材料(additive material)的基線(xiàn)電阻率，作為相分?jǐn)?shù)和相組成的函數(shù)，其中材料的各個(gè)相具有不同的電阻率值。在增材制造過(guò)程中，增材材料在經(jīng)歷多次加熱和冷卻循環(huán)后，表征增材材料的相分?jǐn)?shù)、相組成和電阻率。然后根據(jù)增材制造后的電阻率，考慮到由表征確定的相分?jǐn)?shù)和相組成的影響，確定增材材料的位錯(cuò)密度，

另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施方式提供了用于評(píng)估增材制造的材料強(qiáng)度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括總線(xiàn)系統(tǒng)；連接到總線(xiàn)系統(tǒng)的存儲(chǔ)裝置，其中該存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)程序指令；以及連接到總線(xiàn)系統(tǒng)的多個(gè)處理器，其中，該多個(gè)處理器執(zhí)行程序指令以：針對(duì)設(shè)定的位錯(cuò)密度，校準(zhǔn)多相增材材料的基線(xiàn)電阻率，作為相分?jǐn)?shù)和相組成的函數(shù)，其中材料的各個(gè)相具有不同的電阻率值；在增材制造期間，在增材材料經(jīng)歷多次加熱和冷卻循環(huán)后，表征增材材料的相分?jǐn)?shù)、相組成和電阻率；根據(jù)增材制造后的電阻率，考慮到由表征確定的相分?jǐn)?shù)和相組成的影響，確定增材材料的位錯(cuò)密度。

另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施方式提供了用于評(píng)估增材制造的材料強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有包含在其中的程序指令，該程序指令可由多個(gè)處理器執(zhí)行以使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟：針對(duì)設(shè)定的位錯(cuò)密度，校準(zhǔn)多相增材材料的基線(xiàn)電阻率，作為相分?jǐn)?shù)和相組成的函數(shù)，其中材料的各個(gè)相具有不同的電阻率值；在增材制造期間，在增材材料經(jīng)過(guò)多次加熱和冷卻循環(huán)后，表征增材材料的相分率、相組成和電阻率；根據(jù)增材制造后的電阻率，考慮由表征確定的相分?jǐn)?shù)和相組成的影響，確定增材材料的位錯(cuò)密度。

可以在本公開(kāi)內(nèi)容的多個(gè)實(shí)例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)特征和功能，或者可以在還其他實(shí)例中組合特征和功能，其中可以參考以下描述和附圖可見(jiàn)進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。

附圖說(shuō)明

在所附權(quán)利要求書(shū)中闡述了被認(rèn)為是說(shuō)明性實(shí)例的特性的新穎特征。然而，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，通過(guò)參考以下本公開(kāi)內(nèi)容的說(shuō)明性實(shí)例的詳細(xì)描述，將最好地理解說(shuō)明性實(shí)例以及優(yōu)選使用模式、進(jìn)一步的目的和其特征，其中：

圖1是圖解根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方式的增材材料的材料強(qiáng)度評(píng)估系統(tǒng)的框圖。

圖2是圖解根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方式的用于評(píng)估增材材料的位錯(cuò)密度的方法流程的流程圖。

圖3是圖解根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方式的用于校準(zhǔn)增材材料的基線(xiàn)電阻率的方法流程的流程圖。

圖4圖解根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方式的使用位錯(cuò)密度來(lái)計(jì)算鈦合金的材料強(qiáng)度的方法。

圖5是根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方式的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖的圖解。

圖6圖解了根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方式在增材制造后的鈦合金的位錯(cuò)密度圖；和