增材制造（AM）技术在航空航天领域的应用越来越广泛，其中直接金属激光烧结（DMLS）是一种重要的AM技术。Inconel718合金是一种广泛应用于航空航天领域的高温合金，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。然而，DMLSInconel718合金的微观结构和力学性能与传统制造方法制备的Inconel718合金存在差异，这可能会影响其在实际应用中的性能。因此，研究DMLSInconel718合金的微观结构和力学性能具有重要的意义。

来自DepartmentofMechanicalEngineering,UniversityofNewHampshire的Gribbin详细研究了直接金属激光烧结（DMLS）Inconel718合金在室温下的强度和低周疲劳（LCF）寿命。通过实验研究和微观结构分析，探讨了初始微观结构对LCF性能的影响，并与锻造Inconel718合金进行了对比。结果表明，DMLSInconel718合金在低应变幅度下的LCF性能优于锻造合金，但在高应变幅度下，锻造合金具有更长的疲劳寿命。此外，热等静压（HIP）处理会降低DMLS合金的LCF性能。

首先作者对微观结构进行了分析，DMLS试样的微观结构具有明显的各向异性，晶粒呈柱状，其长径比大约为4，晶体结构是中等强度的纤维，与构建方向一致。而DMLS+HIP试样，显示出等轴晶结构和高含量的退火孪晶。Wrought+HT样品表现出典型的等轴晶结构，其中有一部分孪晶边界，远小于HIPed材料中的等轴晶结构。其晶粒尺寸也比HIPed材料小。为了评价其相关显微结构对疲劳寿命的影响，作者对以上三类Inconel718试样进行了低周疲劳试验。

应变控制低周疲劳试验在恒定应变幅为0.6%，或0.8%，或1.0%，或1.2%，或1.4%和平均应变为0.5%的情况下进行拉-压循环加载，直至失效，其中应变速率为4x10-3s。最终得到如图1所示结果。

图1(a)DMLSHT对角线，(b)DMLSHT水平，(c)锻造HT和(d)DMLSHIPHT样品的1.2%应变幅下的滞回环。

图2显示了测试的每个应变幅值的应力幅值。在这里，可以看到，在所有其他测试样品，DMLS样品表现出最高的应力，因为它表现出最高的强度。没有一条曲线显示出稳定的循环应力幅值。循环软化随应变幅值的增大而增大。

图2(a)0.6%，(b)0.8%，(c)1.0%，(d)1.2%和(e)1.4%的应变振幅的DMLSHT对角线，DMLSHT水平和锻造HT样品的应力振幅。

DMLS试样的初始微观结构对其LCF性能有重要影响。在低应变幅度下，DMLS试样的LCF性能主要受晶粒尺寸和晶体学取向的影响。由于DMLS试样的晶粒尺寸较小，因此其屈服强度较高，从而提高了其LCF性能。在高应变幅度下，DMLS试样的LCF性能主要受孔隙率和孪晶的影响。由于DMLS试样的孔隙率较高，孪晶含量较多，因此其疲劳寿命较短。HIP处理会降低DMLS试样的LCF性能。这是因为HIP处理会使DMLS试样的微观结构发生变化，导致晶粒尺寸增大，孪晶含量增加，孔隙率降低。这些变化会降低DMLS试样的屈服强度和抗拉强度，从而降低其LCF性能。

相关研究成果以“LowcyclefatiguebehaviorofdirectmetallasersinteredInconelalloy718”为题发表在InternationalJournalofFatigue上（VOL.93,May2016,156-167）论文第一作者是SeanGribbin和通讯作者是MarkoKnezevic。

论文链接：

http://dx.doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2016.08.019