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2、香港理工大學頂刊綜述：基于粉末的金屬增材制造中的多尺度缺陷
干貨！軍事工業用新材料大盤點，總結的很全了！
新材料，又稱先進材料（Advanced Materials，是指新近研究成功的和正在研制中的具有優異特性和功能，能滿足高技術需求的新型材料，人類歷史的發展表明，材料是社會發展的物質基礎和先導，而新材料則是社會進步的里程碑，碳－碳復合材料。
在兵器工業中，坦克車輛使用的鉛酸蓄電池因容量低、自放電率高而需經，此時維護和搬運十分不便，放電輸出功率容易受電池壽命、充電狀態和溫度的影響，在寒冷的氣候條件下。
坦克車輛起動速度會顯著減慢，甚至不能起動，這樣就會影響坦克的作戰能力，貯氫合金蓄電池具有能量密度高、耐過充、抗震、低溫性，在未來主戰坦克蓄電池發展過程中具有廣闊的應用前景。
-Material Science ---，近年來，國外在提高與改進傳統隱身材料的同時，正致力于多種新材料的探索，晶須材料、納米材料、陶瓷材料、手性材料、導電高分子，使涂層更加薄型化、輕量化，納米材料因其具有極好的吸波特性，同時具備了寬頻帶、兼容性好、厚度薄等特點。
發達國家均把納米材料作為新一代隱身材料加以研究和開，國內毫米波隱身材料的研究起步于80年代中期，研究單位主要集中在兵器系統，經過多年的努力，預研工作取得了較大進展，該項技術可用于各類地面武器系統的偽裝和隱身。
如主戰坦克、155毫米先進加榴炮系統及水陸兩用坦克，1，1.4.1，1.9 結構陶瓷，納米材料，注：本文為有色金屬結構材料獨家發布，若需轉載請聯系作者。
未經許可轉載者將追究其責任，1.4.2，陶瓷基復合材料，2，2.3 阻尼減震材料。
材料技術一直是世界各國科技發展規劃之中的一個十分重，它與信息技術、生物技術、能源技術一起，被公認為是當今社會及今后相當長時間內總攬人類全局的，材料高技術還是支撐當今人類文明的現代工業關鍵技術，也是一個國家國防力量最重要的物質基礎，國防工業往往是新材料技術成果的優先使用者。
新材料技術的研究和開發對國防工業和武器裝備的發展起，陶瓷基復合材料是以纖維、晶須或顆粒為增強體，與陶瓷基體通過一定的復合工藝結合在一起組成的材料的，由此可見，陶瓷基復合材料是在陶瓷基體中引入第二相組元構成的多。
它克服了陶瓷材料固有的脆性，已成為當前材料科學研究中最為活躍的一個方面，陶瓷基復合材料具有密度低、比強度高、熱機械性能和抗，是未來軍事工業發展的關鍵支撐材料之一，陶瓷材料的高溫性能雖好。
但其脆性大，改善陶瓷材料脆性的方法包括相變增韌、微裂紋增韌、彌，陶瓷基復合材料主要用于制作飛機燃氣渦輪發動機噴嘴閥，它在提高發動機的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的，近年來，鋁合金在航空航天業中的用量有所減少，但它仍是軍事工業中主要的結構材料之一，鋁合金的發展趨勢是追求高純、高強、高韌和耐高溫。
在軍事工業中應用的鋁合金主要有鋁鋰合金、鋁銅合金（，1.5 超高強度鋼，高溫合金是航空航天動力系統的關鍵材料，高溫合金是在600~1200oC高溫下能承受一定應，它是航空航天發動機渦輪盤的首選材料，按照基體組元的不同，高溫合金分為鐵基、鎳基和鈷基三大類，發動機渦輪盤在60年代前一直是用鍛造高溫合金制造。
典型的牌號有A286和Inconel 718，70年代，美國GE公司采用快速凝固粉末Rene95合金制作了，大大增加了它的推重比，使用溫度顯著提高，從此，粉末冶金渦輪盤得以迅速發展，最近美國采用噴射沉積快速凝固工藝制造的高溫合金渦輪。
與粉末高溫合金相比，工序簡單，成本降低，具有良好的鍛造加工性能，是一種有極大發展潛力的制備技術。
一、前 言，2，碳－碳復合材料是由碳纖維增強劑與碳基體組成的復合材，碳－碳復合材料具有比強度高、抗熱震性好、耐燒蝕性強，碳－碳復合材料的發展是和航空航天技術所提出的苛刻要，80年代以來，碳－碳復合材料的研究進入了提高性能和擴大應用的階段，在軍事工業中。
碳－碳復合材料最引人注目的應用是航天飛機的抗氧化碳，用量最大的碳－碳產品是超音速飛機的剎車片，碳－碳復合材料在宇航方面主要用作燒蝕材料和熱結構材，具體而言，它是用作洲際導彈彈頭的鼻錐帽、固體火箭噴管和航天飛，目前先進的碳－碳噴管材料密度為1.87~1.97克。
環向拉伸強度為75~115兆帕，近期研制的遠程洲際導彈端頭帽幾乎都采用了碳－碳復合，1.1 鋁合金，1.2 鎂合金，鋁合金在航空工業中主要用于制造飛機的蒙皮、隔框、長，在航天工業中，鋁合金是運載火箭和宇宙飛行器結構件的重要材料。
在兵器領域，鋁合金已成功地用于步兵戰車和裝甲運輸車上，最近研制的榴彈炮炮架也大量采用了新型鋁合金材料，金屬基復合材料，4，鎢的熔點在金屬中最高，其突出的優點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性。
在軍事工業特別是武器制造方面表現出了優異的特性，在兵器工業中它主要用于制作各種穿甲彈的戰斗部，鎢合金通過粉末預處理技術和大變形強化技術，細化了材料的晶粒，拉長了晶粒的取向，以此提高材料的強韌性和侵徹威力。
我國研制的主戰坦克125Ⅱ型穿甲彈鎢芯材料為W-N，采用變密度壓坯燒結工藝，平均性能達到抗拉強度1200兆帕，延伸率為15%以上，戰技指標為2000米距離擊穿600毫米厚均質鋼裝甲，目前鎢合金廣泛應用于主戰坦克大長徑比穿甲彈、中小口，這使各種穿甲彈具有更為強大的擊穿威力，軍事高技術的發展要求材料不再是單一的結構材料。
在這種條件下，國在先進復合材料的研制和應用方面取得了很大的成績，它在“十五”期間的發展會更加引人注目，21世紀復合材料的發展方向是低成本、高性能、多功能，1.3 鈦合金，2.4 隱身材料，鈦是20世紀五十年代發展起來的一種性能優異、資源豐。
隨著軍事工業對高強低密度材料需求的日益迫切，鈦合金的產業化進程顯著加快，在國外，先進飛機上鈦材重量已達到飛機結構總重的30~35%，我國在“九五”期間，為滿足航空、航天、艦艇等部門需要。
國家把鈦合金作為新材料的發展重點之一，預計“十五”將成為我國鈦合金新材料新工藝的高速發展，現代攻擊武器的發展，特別是精確打擊武器的出現，使武器裝備的生存力受到了極大的威脅。
單純依靠加強武器的防護能力已不實際，采用隱身技術，使敵方的探測、制導、偵察系統失去功效，從而盡可能地隱蔽自己，掌握戰場的主動權，搶先發現并消滅敵人。
已成為現代武器防護的重要發展方向，隱身技術的最有效手段是采用隱身材料，國外隱身技術與材料的研究始于第二次世界大戰期間，起源在德國，發展在美國并擴展到英、法、俄羅斯等先進國家。
目前，美國在隱身技術和材料研究方面處于領先水平，在航空領域，許多國家都已成功地將隱身技術應用于飛機的隱身，在常規兵器方面，美國對坦克、導彈的隱身也已開展了不少工作。
并陸續用于裝備，如美國M1A1坦克上采用了雷達波和紅外波隱身材料，前蘇聯T－80坦克也涂敷了隱身材料，鎂合金作為最輕的工程金屬材料，具有比重輕、比強度及比剛度高、阻尼性及導熱性好，電磁屏蔽能力強、以及減振性好等一系列獨特的性質，極大的滿足了航空航天、現代武器裝備等軍工領域的需求。
鎂合金在軍工裝備上有諸多應用，如坦克座椅骨架、車長鏡、炮長鏡、變速箱箱體、發動機，戰術防空導彈的支座艙段與副翼蒙皮、壁板、加強框、舵，殲擊機、轟炸機、直升機、運輸機、機載雷達、地空導彈，鎂合金重量輕、比強度和剛度好、減振性能好、電磁干擾，在航空航天和國防建設中占有十分重要的地位。
是飛行器，衛星，導彈，以及戰斗機和戰車等武器裝備所需的關鍵結構材料，三、軍用新材料的現狀與發展，樹脂基復合材料具有良好的成形工藝性、高的比強度、高。
廣泛應用于軍事工業中，樹脂基復合材料可分為熱固性和熱塑性兩類，熱固性樹脂基復合材料是以各種熱固性樹脂為基體，加入各種增強纖維復合而成的一類復合材料，而熱塑性樹脂則是一類線性高分子化合物。
它可以溶解在溶劑中，也可以在加熱時軟化和熔融變成粘性液體，冷卻后硬化成為固體，樹脂基復合材料具有優異的綜合性能，制備工藝容易實現，原料豐富，在航空工業中，樹脂基復合材料用于制造飛機機翼、機身、鴨翼、平尾和。
在航天領域，樹脂基復合材料不僅是方向舵、雷達、進氣道的重要材料，而且可以制造固體火箭發動機燃燒室的絕熱殼體，也可用作發動機噴管的燒蝕防熱材料，近年來研制的新型氰酸樹脂復合材料具有耐濕性強，微波介電性能佳。
尺寸穩定性好等優點，廣泛用于制作宇航結構件、飛機的主次承力結構件和雷達，復合材料，1.4.4，軍用新材料是新一代武器裝備的物質基礎，也是當今世界軍事領域的關鍵技術，而軍用新材料技術則是用于軍事領域的新材料技術。
是現代精良武器裝備的關鍵，是軍用高技術的重要組成部分，世界各國對軍用新材料技術的發展給予了高度重視，加速發展軍用新材料技術是保持軍事領先的重要前提，近年來，國內外對軍用發動機用結構陶瓷進行了內容廣泛的研究工。
如發動機增壓器小型渦輪已經實用化，美國將陶瓷板鑲嵌在活塞頂部，使活塞的使用壽命大幅度提高，同時也提高了發動機的熱效率，德國在排氣口鑲嵌陶瓷構件，提高了排氣口的使用效能，國外紅外熱成像儀上的微型斯特林制冷機活塞套和氣缸套，其壽命長達2000小時。
導彈用陀螺儀的動力靠火藥燃氣供給，但燃氣中的火藥殘渣對陀螺儀有嚴重損傷，為消除燃氣中的殘渣并提高導彈的命中精度，需研究適于導彈火藥氣體在2000oC下工作的陶瓷過，在兵器工業領域，結構陶瓷廣泛應用于主戰坦克發動機增壓器渦輪、活塞頂，是新型武器裝備的關鍵材料。
目前，20~30毫米口徑機關槍的射頻要求達到1200發/，這使炮管的燒蝕極為嚴重，利用陶瓷的高熔點和高溫化學穩定性能有效地抑制了嚴重，陶瓷材料具有高的抗壓和抗蠕變特性。
通過合理設計，使陶瓷材料保持三向壓縮狀態，克服其脆性，保證陶瓷襯管的安全使用，某些過渡簇金屬。
合金和金屬間化合物，由于其特殊的晶格結構的原因，氫原子比較容易透入金屬晶格的四面體或八面體間隙位中，形成了金屬氫化物，這種材料稱為貯氫材料，金屬基復合材料具有高的比強度、高的比模量、良好的高。
鋁、鎂、鈦是金屬基復合材料的主要基體，而增強材料一般可分為纖維、顆粒和晶須三類，其中顆粒增強鋁基復合材料已進入型號驗證，如用于F－16戰斗機作為腹鰭代替鋁合金，其剛度和壽命大幅度提高，碳纖維增強鋁、鎂基復合材料在具有高比強度的同時。
還有接近于零的熱膨脹系數和良好的尺寸穩定性，成功地用于制作人造衛星支架、L頻帶平面天線、空間望，碳化硅顆粒增強鋁基復合材料具有良好的高溫性能和抗磨，可用于制作火箭、導彈構件，紅外及激光制導系統構件，精密航空電子器件等，碳化硅纖維增強鈦基復合材料具有良好的耐高溫和抗氧化。
是高推重比發動機的理想結構材料，目前已進入先進發動機的試車階段，在兵器工業領域，金屬基復合材料可用于大口徑尾翼穩定脫殼穿甲彈彈托，反直升機/反坦克多用途導彈固體發動機殼體等零部件。
以此來減輕戰斗部重量，提高作戰能力，新型鋁鋰合金應用于航空工業中，預測飛機重量將下降8~15%，鋁鋰合金同樣也將成為航天飛行器和薄壁導彈殼體的候選，隨著航空航天業的迅速發展，鋁鋰合金的研究重點仍然是解決厚度方向的韌性差和降低。
先進復合材料是比通用復合材料有更高綜合性能的新型材，它包括樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材，它在軍事工業的發展中起著舉足輕重的作用，先進復合材料具有高的比強度、高的比模量、耐燒蝕、抗，是國防工業發展中最重要的一類工程材料，新材料。
又稱先進材料（Advanced Materials，是指新近研究成功的和正在研制中的具有優異特性和功能，能滿足高技術需求的新型材料，人類歷史的發展表明，材料是社會發展的物質基礎和先導，而新材料則是社會進步的里程碑，應用于軍事工業中的新材料均具有較高的技術含量。
因而軍用新材料的產業化速度普遍比較緩慢，世界范圍內的軍用新材料正向功能化、超高能化、復合輕，由此看來，鈦合金、復合材料和納米材料在軍事工業中具有十分良好，光電功能材料是指在光電子技術中使用的材料，它能將光電結合的信息傳輸與處理。
是現代信息科技的重要組成部分，光電功能材料在軍事工業中有著廣泛的應用，碲鎘汞、銻化銦是紅外探測器的重要材料，硫化鋅、硒化鋅、砷化鎵主要用于制作飛行器、導彈以及，氟化鎂具有較高的透過率、較強的抗雨蝕、抗沖刷能力，它是較好的紅外透射材料，激光晶體和激光玻璃是高功率和高能量固體激光器的材料。
典型的激光材料有紅寶石晶體、摻釹釔鋁石榴石、半導體，材料技術一直是世界各國科技發展規劃之中的一個十分重，它與信息技術、生物技術、能源技術一起，被公認為是當今社會及今后相當長時間內總攬人類全局的，材料高技術還是支撐當今人類文明的現代工業關鍵技術，也是一個國家國防力量最重要的物質基礎，國防工業往往是新材料技術成果的優先使用者。
新材料技術的研究和開發對國防工業和武器裝備的發展起，金屬間化合物具有長程有序的超點陣結構，保持很強的金屬鍵結合，使它們具有許多特殊的理化性質和力學性能，金屬間化合物具有優異的熱強性，近年來已成為國內外積極研究的重要的新型高溫結構材料，在軍事工業中。
金屬間化合物已被用于制造承受熱負荷的零部件上，如美國普奧公司制造了JT90燃氣渦輪發動機葉片，美國空軍用鈦鋁制造小型飛機發動機轉子葉片等，俄羅斯用鈦鋁金屬間化合物代替耐熱合金作活塞頂，大幅度地提高了發動機的性能，在兵器工業領域，坦克發動機增壓器渦輪材料為K18鎳基高溫合金。
因其比重大、起動慣量大而影響了坦克的加速性能，應用鈦鋁金屬間化合物及其由氧化鋁、碳化硅纖維增強的，可以大大改善坦克的起動性能，提高戰場上的生存能力，此外，金屬間化合物還可用于多種耐熱部件。
減輕重量，提高可靠性與戰技指標，目前，世界上正在研制的第四代超音速殲擊機，其機體結構采用復合材料、翼身融合體和吸波涂層。
使其真正具有了隱身功能，而電磁波吸收型涂料、電磁屏蔽型涂料已開始在隱身飛機，美國和俄羅斯的地對空導彈正在使用輕質、寬頻帶吸收、，可以預見，隱身技術的研究和應用已成為世界各國國防技術中最重要。
隱身材料有毫米波結構吸波材料、毫米波橡膠吸波材料和，它們不僅能夠降低毫米波雷達和毫米波制導系統的發現、，而且能夠兼容可見光、近紅外偽裝和中遠紅外熱迷彩的效，1.4 復合材料，阻尼是指一個自由振動的固體即使與外界完全隔離，它的機械性能也會轉變為熱能的現象，采用高阻尼功能材料的目的是減震降噪。
因此阻尼減震材料在軍事工業中具有十分重要的意義，隨著現代航空技術的發展，飛機裝載質量不斷增加，飛行著陸速度不斷提高，對飛機的緊急制動提出了更高的要求。
碳－碳復合材料質量輕、耐高溫、吸收能量大、摩擦性能，用它制作剎車片廣泛用于高速軍用飛機中，1.7 鎢合金，陶瓷材料是當今世界上發展最快的高技術材料，它已經由單相陶瓷發展到多相復合陶瓷，結構陶瓷材料因其耐高溫、低密度、耐磨損及低的熱膨脹，在軍事工業中有著良好的應用前景，3。
1.4.3，超高強度鋼是屈服強度和抗拉強度分別超過1200兆帕，它是為了滿足飛機結構上要求高比強度的材料而研究和開，超高強度鋼大量用于制造火箭發，壓容器和一些常規武器。
由于鈦合金和復合材料在飛機上應用的擴大，鋼在飛機上用量有所減少，但是飛機上的關鍵承力構件仍采用超高強度鋼制造，目前，在國際上有代表性的低合金超高強度鋼300M，是典型的飛機起落架用鋼。
此外，低合金超高強度鋼D6AC是典型的固體火箭發動機殼體，超高強度鋼的發展趨勢是在保證超高強度的同時，不斷提高韌性和抗應力腐蝕能力，1.8 金屬間化合物，（內容來源于：有色金屬結構材料，關注查看更多詳情），納米技術是現代科學和技術相結合的產物。
它不僅涉及到現有的一切基礎性科學技術領域，而且在軍事工業中有著廣泛的應用前景，隨著未來戰爭突然性的急劇增大，各種探測手段越來越先進，為適應現代化戰爭的需要，隱身技術在軍事領域占有十分重要的地位。
納米材料對雷達波的吸收率較高，從而為兵器隱身技術的發展提供了物質基礎，軍用新材料按其用途可分為結構材料和功能材料兩大類，主要應用于航空工業、航天工業、兵器工業和船艦工業中，1.6 先進高溫合金。
一個有溫度的平臺一個有深度的平臺，2.2 貯氫材料，來源：智造未來微刊，2.1 光電功能材料，我國軍用新材料的產業化趨勢，樹脂基復合材料。
二、軍用新材料的戰略意義，鈦合金，1，鋁合金一直是軍事工業中應用最廣泛的金屬結構材料，鋁合金具有密度低、強度高、加工性能好等特點，作為結構材料，因其加工性能優良。
可制成各種截面的型材、管材、高筋板材等，以充分發揮材料的潛力，提高構件剛、強度，所以，鋁合金是武器輕量化首選的輕質結構材料。
國外金屬阻尼材料的應用主要集中在船舶、航空、航天等，美國海軍已采用Mn-Cu高阻尼合金制造潛艇螺旋槳，取得了明顯的減震效果，在西方，阻尼材料及技術在武器上的應用研究工作受到了極大的關。
一些發達國家專門成立了阻尼材料在武器裝備上應用的研，80年代后，國外阻尼減震降噪技術有了更大的發展，他們借助CAD/CAM在減震降噪技術中的應用，把設計－材料－工藝－試驗一體化，進行了整體結構的阻尼減震降噪設計，我國在70年代前后進行了阻尼減震降噪材料的研究工作。
并取得了一定的成果，但與發達國家相比，仍有一定的差距，阻尼材料在航空航天領域主要用于制造火箭、導彈、噴氣，在船舶工業中，阻尼材料用于制造推進器、傳動部件和艙室隔板，有效地降低了來自于機械零件嚙合過程中表面碰撞產生的，在兵器工業中。
坦克傳動部分（變速箱，傳動箱）的振動是一個復雜振動，頻率范圍較寬，高性能阻尼鋅鋁合金和減振耐磨表面熔敷材料技術的應用，大大減輕了主戰坦克傳動部分產生的振動和噪聲。
香港理工大學頂刊綜述：基于粉末的金屬增材制造中的多尺度缺陷
圖 5，典型的固態裂紋（a–c）LPBFed CM247L，DED Inconel 738合金中DDC型固態裂，e）三重結點處的DDC和（f）液化裂紋末端的DDC，*感謝論文作者團隊對本文的大力支持，圖 7，典型的柱狀顆粒。
沿BD具有，織構（a）LBPFed SS316L（b）鉻鎳鐵合，（e）凝固微觀結構示意圖，作為溫度梯度和生長速率的函數，圖 1，粉末基增材制造金屬和合金中多尺度缺陷的分類，近日。
來自香港理工大學、西北工業大學和香港中文大學的傅銘，闡明了各種缺陷形成的潛在機制，討論了原材料、幾何設計、工藝參數或/和系統設置方面，總結了多尺度缺陷的破壞性和非破壞性檢測方法，為了預測和進一步了解缺陷的形成，簡要介紹了多尺度缺陷建模的當前進展，總結和討論了每種缺陷對增材制造部件的拉伸性能和疲勞。
從材料、幾何控制、工藝參數的原位操縱、后處理或合金，最后討論了有關多尺度缺陷的最新研究空白，并基于所描述的多尺度缺陷的三個方面提供了未來展望，該綜述論文以題為“Multi-scale defe，中科院一區），在了解缺陷形成機理的基礎上，提出了各種控制方法。
對工藝參數進行深入優化，可以獲得無裂紋和無孔的 AMed 零件，還采用包括熱處理或/和HIP在內的后處理來消除殘余，然而，這兩種方法在減輕紋理柱狀晶粒等缺陷方面的能力有限。
后熱處理甚至不可避免地導致微觀結構的粗化，還介紹了其他一些新穎的控制方法，添加適當的納米顆?？梢约毣Я＝Y構并減少微裂紋和微，將其他加工技術與增材制造（主要是 DED）相結合的，圖 3，LPBF中的階梯效應（a）基于表面的晶格和（b）基，（c）LPBFed SS316L的（c）頂部表面和，（f）金屬AM期間飛濺的液滴示意圖。
表面裂紋（g）和晶體結構（h）在SLMed CM2，簡而言之，幾何相關缺陷主要包括由宏觀殘余應力引起的部件變形和，而與表面完整性相關的缺陷則是由于階梯效應、粉末部分，對于微觀結構缺陷，第一種形式是內部裂紋。
分為與液膜形成相關的熱裂紋和，以及與材料脆性和殘余應力相關的固態裂紋，二是內部氣孔，包括不完全熔化孔洞、冶金孔、鎖孔和縮孔，一般由不適當或不穩定的熔融引起。
另一種是由外延生長和晶粒競爭生長的耦合作用形成的織，最后，成分缺陷包括氧化、合金元素損失和微偏析，位錯胞是由增材制造過程中的熱膨脹和收縮形成的，圖 2。
?。╝–c）與幾何形狀有關的典型缺陷，包括變形和分層，（d）由微尺度LPBF和常規LPBF制造的懸臂變形，缺陷，是金屬增材制造的一項關鍵挑戰，為獲得理想及合格的產品質量和力學性能。
應全面了解各種缺陷的形成機制、對力學性能的影響及其，最近，有一些關于金屬增材制造工藝和由此產生的缺陷的綜述工，然而，大多數相關綜述在上述關于缺陷的三個問題方面存在不足。
因此，目前對金屬增材制造缺陷的形成機理、影響及控制方法等，缺陷的存在通常對增材制造零件的機械性能有害，宏觀殘余應力、表面缺陷和內部氣孔和裂紋會降低材料的，疲勞性能也可能受到影響，因為這些缺陷可能會促進疲勞裂紋擴展并降低疲勞壽命，織構柱狀晶粒會導致機械性能的嚴重各向異性。
包括屈服強度和延展性、疲勞壽命和疲勞裂紋擴展速率，特別是，微偏析的缺陷可能因原材料而異，一方面，微偏析會導致脆性相。
例如鎳基高溫合金中的 Laves 相和 NiTi ，從而導致不良性能，另一方面，在一些AMed FCC材料中，以微偏析和位錯為特征的胞狀結構可以高度強化材料并提，圖 6，典型的內孔：（a）LoF孔隙和冶金孔隙。
?。╞）鎖孔孔和（c）收縮孔，（d）DED工藝中孔隙形成機理的示意圖，圖 8，（a）LPBFed SS316L的胞狀結構顯示微觀，（b）在DED和SLM具有1D，2D和3D約束的條件下。
位錯胞的形成示意圖，圖 4，典型的熱裂紋：（a，b）凝固裂紋顯示不規則的樹枝狀形態（c，d）無樹突特征的液化裂紋，（e。
f）凝固裂紋和（g，h）液化裂紋區域的形貌和晶粒取向差，（i-k）LPBFed AA7075合金的單道，顯示出不同的熔池形狀和熱裂紋敏感性，論文鏈接：。
https://doi.org/10.1016/j，本文來自微信公眾號“材料科學與工程”，歡迎轉載請聯系，未經許可謝絕轉載至其他網站。
F414的設計與研制特點｜F／A
該機已于1994年6月17日通過了關鍵設計評審(C，1998年12月第1架生產型交付美國海軍，2001年進入服役，它是美國于20世紀末投產的唯一新型戰斗機，美國海軍與海軍陸戰隊計劃到2015年共購置1000。
避免了由于裝配不當造成榫頭的磨蝕、裂紋及鎖片的損壞，與F404相比，風扇、高壓壓氣機的零件數目減少了484個，有利于可靠性的提高，圖3、 F414高壓壓氣機2，3級整體葉盤焊接成一個整體轉子。
低壓渦輪也是單級、氣冷結構，與高壓渦輪一樣，工作葉片和導向器葉片均用單晶材料制成，并有PVDTBC涂層，1992年10月進行的低壓渦輪試驗表明，所有的性能指標均達到或超過了預期值，表1、F414發動機的風扇試驗結果，2.1 風 扇。
1993年完成了 F414風扇的第一階段試驗，并運行了 282h，試驗結果表明，風扇的流量、效率、喘振裕度和抗進氣畸變能力均超過或，但第2，3級工作葉片的應力值過大。
現已修改了設計，整體葉盤采用ECM加工與用五坐標數控銑床銑削葉片相，加工時間可減少約85%(對長葉片省時更多)，還可避免葉片中產生殘余加工應力，發動機吸入鳥、冰塊或其他外來物時。
會損傷風扇與壓氣機葉片，其可能的形式有:卷邊、裂紋、掉塊等，如圖3(a)所示，針對這些情況，GE公司發展了如圖3(b)所示的修理方法。
F404系列的風扇具有高增壓比、低展弦比、高稠度和，設計轉速下的喘振裕度為23%~30%，采用可調靜葉來控制非設計狀態的性能，F414的風扇繼承了這些特點，但空氣流量比F404大16%，因而進口直徑有所加大(圖2示出了F404、F414。
增壓比比 F404高15%，是GE公司研制的3級風扇中的最高者，且具有較好的抗鳥與外物擊傷的能力，為了加大 F/A-18航程并大大改善其工作能力，以便作為21世紀的主力飛機。
經過美國海軍、麥道公司及諾斯諾普公司的研究，決定將F/A-18C/D改型為F/A-18E/F，環形燃燒室的火焰筒采用了多孔冷卻結構，不僅提高了使用壽命，而且降低了重量，在GE公司為波音777發展的 GE90發動機中。
火焰筒采用了 GTD222精鑄環形件，并加工出了為數眾多的冷卻孔，現在還不清楚F414的多孔火焰筒是否與此相同，例如對前緣小卷邊，可以先予以去除，然后進行打磨使之圓滑過渡。
對于大的卷邊，則首先將其切掉，用電子束焊焊上一塊補片，再按葉型量規進行修磨，為保持與F404相同的長度與后部直徑，并使性能獲得大幅度提高及減少風險，在 F414的設計中，每個部件均采用了經過驗證的先進技術。
整體葉盤的粗加工(即在坯料開出葉槽)、半精加工和精，加工后不必再進行手工拋光，加工出的葉型厚度公差為±0.10mm，型面公差為0.10mm，風扇為3級。
1級工作葉片帶中間凸肩，2，3級為焊成一體的整體葉盤結構，它是在吸取F404系列發動機(F404-GE-40，F414后2級風扇、前3級高壓壓氣機采用整體葉盤后，兩部件的重量分別減少了20.43kg與3.632k，消除了氣流在榫頭中的逸漏。
使效率有所提高，F414風扇后2級整體葉盤和高壓壓氣機前二級材料為，兩者的2級盤均焊為一體，用Incl718制成的高壓壓氣機第3級盤則與后面的，GE公司在設計F414發動機時充分吸取了 F404，采用了 GE23A、YF120、F412以及其他軍，運用了“并行工程”的研制方法。
建立了40多個“多功能小組”，負責較復雜的部件設計研制工作，圖1、 F414發動機結構總圖，2.2 高壓壓氣機，陳光/文，GE公司于70年代末，在T700發動機上采用了整體葉盤，開始時。
采用五坐標數控銑床加工葉片，高壓渦輪是在F412的基礎上發展的單級結構，工作葉片與導向器葉片均采用單晶材料制成，葉身上有一層物理氣相沉積隔熱涂層(PVDTBC)，高壓壓氣機共7級，采用了F412的設計，但前3級轉子換用了整體葉盤結構。
與常規(用燕尾型榫頭將葉片固定到輪盤燕尾型榫槽中)，整體葉盤結構省去了榫頭部分，因而減輕了轉子以至部件的結構重量，2.4 高低壓渦輪，3級靜子葉片與工作葉片均按三元流設計，這對復雜結構的第1級工作葉片與第3級靜子葉片特別重，第2。
3級轉子采用了整體葉盤結構，以減少通過榫頭的漏氣量，從而提高了效率，用F404-GE-400作動力(每架裝2臺)的艦載，已有1300多架裝備使用，這些措施不僅使F414的研制工作投資少。
耗時短，而且發動機性能較 F404提高很多:推力增加了35，達到98kN，推重比由F404 GE 400的7.5，F404 GE 402的8.0(1988年定型)提。
1985年，與 Lehr PrecisionInc公司合作發展，用以加工 T700的鋼制整體葉盤，隨后這種方法用于加工為“先進戰術戰斗機”ATF(即，對于一些小的掉塊。
可用氬弧焊補修，所有這些修理過程均可在發動機上完成，并可保證以最少的費用使磨損嚴重的整體葉盤重新投入使，2.3 燃燒室，根據F404外場使用中外物打傷葉片的統計，對F414采用整體葉盤結構后的全壽命期費用(LCC，結果表明，采用整體葉盤后不會增加F414的 LCC。
另外，GE公司還發展了針對整體葉盤的葉片修理方法，因而，采用整體葉盤后為F414帶來的收益大大高于付出的代，采用整體葉盤結構特別是兩個整體葉盤焊為一體時，要考慮葉片在被外物打傷后的維修問題，除了設計中要保證整體葉盤葉片的前緣具有較小的振動應，還應發展可行的整體葉盤修理方法。
為滿足美國海軍對F/A-18(大黃蜂)戰斗/攻擊機，美國 GE公司在F404和F412發動機的基礎上，于1991年開始發展推力加大的(比 F404大 3，如圖1所示，F414的整體葉盤是在整體鍛坯上用電化學加工(EC。
兩個整體葉盤焊成一體(見圖3)，整體葉盤與轉子其他鍛件也實行焊接連接，圖2、 F404(左)、F414(右)風扇第1級工，2 主要設計特點。
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