金属学报

作者：穆亚航, 张雪, 陈梓名, 孙晓峰, 梁静静, 李金国, 周亦胄

单位：1中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；2中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；3北京科技大学 智能科学与技术学院 北京 100083

关键词：镍基高温合金,裂纹敏感性,增材制造,机器学习,热力学计算,

基金：国家科技重大专项项目(Y2019-VII-0011-0151);国家科技重大专项项目(P2022-C-IV-002-001)

利用实验和热力学计算研究了镍基高温合金的增材制造裂纹敏感性，发现镍基高温合金增材制造裂纹以热裂纹为主，热裂纹敏感性系数(HSC)与实测裂纹面积分数相关性高。基于实验数据和热力学计算结果，建立高温合金裂纹敏感性的机器学习预测模型，该模型具有良好的预测和泛化能力，在训练集上和验证集上的相关性系数(R2)分别达到0.96和0.81，可以快速有效地计算出高温合金的热裂纹敏感性。采用SHapley Additive exPlanation (SHAP)方法对模型中的输入参数进行特征分析，获得了合金元素对裂纹敏感性的影响规律，并根据SHAP值对合金元素的裂纹敏感性影响进行了排序。结果表明，沉淀强化元素Ti、Al和微量元素C、B对镍基高温合金的裂纹敏感性的影响较大，其余合金元素对裂纹敏感性的综合影响排序为：Re > W > Cr > Mo > Ta > Co。

来源：2023年第8期

《金属学报》期刊编辑部

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