SF
Shuai Feng
Author with expertise in Additive Manufacturing of Metallic Components
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(25% Open Access)
Cited by:
362
h-index:
16
/
i10-index:
31
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Martensitic transformation induced strength-ductility synergy in additively manufactured maraging 250 steel by thermal history engineering

Shahryar Mooraj et al.Jun 1, 2024
Maraging steels are known for their exceptional strength but suffer from limited work hardening and ductility. Here, we report an intermittent printing strategy to tailor the microstructure and mechanical properties of maraging 250 steel via tuning the thermal history during wire-arc directed energy deposition. By introducing a dwell time between adjacent layers, the maraging 250 steel is cooled below the martensite start temperature, triggering thermally-driven martensitic transformation during the printing process. Thermal cycling during subsequent layer deposition results in the formation of reverted austenite which shows a refined microstructure and induces elemental segregation between martensite and reverted austenite. The Ni enrichment in the austenite promotes stabilization of the reverted austenite upon cooling to room temperature. The reverted austenite is metastable during deformation, leading to strain-induced martensitic transformation under loading. Specifically, a 3 min interlayer dwell time produces a maraging 250 steel with approximately 8% reverted austenite, resulting in improved work hardening via martensitic transformation induced plasticity during deformation. Meanwhile, the higher cooling rate and refined prior austenite grains lead to substantially refined martensitic grains (by approximately fivefold) together with an increased dislocation density. With 3 min interlayer dwell time, the yield strength of the printed maraging 250 steel increases from 836 MPa to 990 MPa, and the uniform elongation is doubled from 3.2% to 6.5%. This intermittent deposition strategy demonstrates the potential to tune the microstructure of maraging steels for achieving strength-ductility synergy by engineering the thermal history during additive manufacturing.
0
Citation2
0
Save
0

Influence of microstructure transformation on mechanical performance of eutectic and near-eutectic Ni66-xFe28AlxV6 high-entropy alloys

Xiangkui Liu et al.Jun 15, 2024
Poor fluidity and castability, as well as the compositional inhomogeneity, seriously restrict the industrial production and application of high-entropy alloys (HEAs). To overcome this dilemma, the concept of eutectic HEAs (EHEAs) was proposed, which provides a constructive guide for the alloy design of high-performance HEAs. In this work, the microstructure of HEAs can be controlled by compositional design and a series of eutectic and near-eutectic Ni66-xFe28AlxV6 (x = 16, 17, 18 at%) HEAs can be obtained by adjusting the ratio of Ni to Al content. The microstructure of the designed HEAs transforms from hypoeutectic structure (FCC-primary phase + eutectic structure) to eutectic structure (FCC lamellar + B2 lamellar) and then to hypereutectic structure (B2-primary phase + eutectic structure) with the increasing of Al content from 16 to 18 at%. Thus, the dual-phase eutectic structure comprising of alternating soft FCC/L12 and hard B2 nanolamellae was achieved in the designed Ni49Fe28Al17V6 HEA. The dual-phase orientation relationship of FCC/L12 and B2 interface is determined to be the Kurdjumov-Sachs (K–S) orientation relationship. The designed eutectic and near-eutectic HEAs exhibit a superior combination of high strength and ductility within a certain compositional range, outperforming most of other reported EHEAs. Specifically, the Ni49Fe28Al17V6 EHEA exhibit both high strength and large ductility, i.e., a yield stress of 760 MPa, a tensile stress of 1290 MPa and a fracture strain of 26.5 %, respectively. Furthermore, the high strength of the designed EHEA originates not only form the interface strengthening of FCC/L12 and B2 phases, but also from the inhibition of dislocation slipping by the ordered L12 nanoprecipitates. The stable K–S interface endows the designed EHEA with exceptional strength-ductility combination. The alloy-design strategy in this work provides new insights for the exploration of high-performance structural alloys in the future.
0
Citation1
0
Save