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金属增材制造工艺、材料及成形机理的研究与应用 被引量：4
1
作者 杨扬 张澳 +2 位作者 李瑶 黎鑫 吴王平 《金属加工（热加工）》 2024年第3期33-45,共13页
作为一种快速、精密、自由制造的关键成形工艺,3D打印在推动工业化和产业发展方面发挥了重要作用。通过介绍金属3D打印技术,主要围绕选择性激光、电化学和电子束增材制造技术等工艺原理和关键技术,深入探讨了增材制造技术制备金属材料... 作为一种快速、精密、自由制造的关键成形工艺,3D打印在推动工业化和产业发展方面发挥了重要作用。通过介绍金属3D打印技术,主要围绕选择性激光、电化学和电子束增材制造技术等工艺原理和关键技术,深入探讨了增材制造技术制备金属材料零部件的特性及其应用,同时详细阐述了它们的成形机理并探讨了金属3D打印技术所面临的主要问题和挑战。最后,对金属增材制造技术领域未来的发展趋势和研究重点进行了展望。 展开更多
关键词 增材制造 3D打印 金属材料 激光技术
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激光重熔工艺对粉末床熔融纯钼组织及力学性能的影响
2
作者 龙绍军 何勇 +5 位作者 段骞 李元峰 黄国亮 黄科 孙超 刘颖 《金属加工（热加工）》 2024年第11期1-8,共8页
由激光粉末床熔融(LPBF)成形的纯钼材料普遍存在着致密度低、孔隙缺陷多的问题,对其宏观力学性能具有较大影响。重熔作为LPBF工艺中常见的扫描策略,对提高难熔金属的致密度、改善其力学性能具有重要作用。采用重熔与未重熔工艺分别获得... 由激光粉末床熔融(LPBF)成形的纯钼材料普遍存在着致密度低、孔隙缺陷多的问题,对其宏观力学性能具有较大影响。重熔作为LPBF工艺中常见的扫描策略,对提高难熔金属的致密度、改善其力学性能具有重要作用。采用重熔与未重熔工艺分别获得了纯钼试样,研究了两种工艺试样的微观组织与力学性能差异,通过对比致密度、缺陷、微观组织以及维氏硬度与拉伸性能,揭示了重熔工艺对LPBF纯钼成形质量的影响规律及作用机制。结果表明:重熔后缺陷明显减少,致密度得到了显著提高,晶粒增大,平行于成形方向的硬度提高、强度降低、断后伸长率增加,为增材制造金属钼及其合金的性能调控提供了参考。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 钼金属 重熔工艺 微观组织 力学性能
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钯合金阵列管束气密性焊接工艺方法研究
3
作者 贾志华 郑晶 +2 位作者 操齐高 姜婷 孟晗琪 《金属加工（热加工）》 2024年第7期34-37,共4页
采用预先高频钎焊钯合金管过渡接头,再使用脉冲激光焊的方法,对钯合金扩散室密排列钯合金管束与不锈钢法兰进行了密封焊接工艺研究,通过对激光焊接接头的观察和气密性检测分析,确定了激光焊接功率、离焦量、脉冲频率、脉冲宽度及焊接速... 采用预先高频钎焊钯合金管过渡接头,再使用脉冲激光焊的方法,对钯合金扩散室密排列钯合金管束与不锈钢法兰进行了密封焊接工艺研究,通过对激光焊接接头的观察和气密性检测分析,确定了激光焊接功率、离焦量、脉冲频率、脉冲宽度及焊接速度等主要焊接参数。正式样件经气密性检测和氦质谱检漏达到了氢纯化分离用钯扩散装置的使用要求,从而确定激光焊技术可推广应用于钯合金扩散室密集阵列管束批量焊接生产。 展开更多
关键词 钯合金管 激光焊接 扩散室 工艺参数
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深水FPSO吸力锚建造工艺
4
作者 张耀 汪春标 +2 位作者 闫运强 韩辉 赵献 《金属加工（热加工）》 2024年第7期72-78,共7页
以某深水浮式生产储卸油装置(FPSO)的吸力锚建造为例,对吸力锚的钢制筒体、顶盖结构、内部切泥板、铸造吊耳及锚链等主要结构预制安装流程与吸力锚整体装船工艺进行阐述。研究结果表明:深水FPSO吸力锚在建造过程中通过制定合理的施工顺... 以某深水浮式生产储卸油装置(FPSO)的吸力锚建造为例,对吸力锚的钢制筒体、顶盖结构、内部切泥板、铸造吊耳及锚链等主要结构预制安装流程与吸力锚整体装船工艺进行阐述。研究结果表明:深水FPSO吸力锚在建造过程中通过制定合理的施工顺序、严格控制组对尺寸公差和焊接参数等措施,对整个项目的质量管控和工效提升至关重要,也为后期同类大型管状结构物的建造提供了有益的参考。 展开更多
关键词 吸力锚 钢制筒体 顶盖结构 附属结构 装船
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20CrMnTiH钢渗碳齿轮弯曲疲劳性能研究
5
作者 王忠 谢玲珍 +1 位作者 刘爱军 吴满意 《金属加工（热加工）》 2024年第4期9-13,共5页
利用扫描电镜、金相显微镜、疲劳试验机和硬度计等测试手段研究20CrMnTiH钢渗碳齿轮弯曲疲劳性能。研究表明:20CrMnTiH钢渗碳齿轮主要沿齿根部位断裂。随着载荷的增加,弯曲疲劳寿命降低,当载荷在50~100kN时,齿轮疲劳寿命增加数倍,建议... 利用扫描电镜、金相显微镜、疲劳试验机和硬度计等测试手段研究20CrMnTiH钢渗碳齿轮弯曲疲劳性能。研究表明:20CrMnTiH钢渗碳齿轮主要沿齿根部位断裂。随着载荷的增加,弯曲疲劳寿命降低,当载荷在50~100kN时,齿轮疲劳寿命增加数倍,建议生产应用在此范围载荷内能发挥该材料最佳性能。 展开更多
关键词 渗碳处理 弯曲疲劳 硬化层 断裂机制
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全自动布氏压痕测量系统校准方法研究
6
作者 李宁 杜勤 +4 位作者 陈建志 周杰 陈静 祁金秋 祝国荣 《金属加工（热加工）》 2024年第9期95-99,共5页
以创新驱动和质量为先,加强量传溯源技术和方法研究,是我国计量发展规划的重要内容。开展全自动布氏压痕测量系统校准方法研究,解决其系统校准问题,满足力学性能试验中布氏硬度的检测技术要求,制定校准规范,实现全自动布氏压痕测量系统... 以创新驱动和质量为先,加强量传溯源技术和方法研究,是我国计量发展规划的重要内容。开展全自动布氏压痕测量系统校准方法研究,解决其系统校准问题,满足力学性能试验中布氏硬度的检测技术要求,制定校准规范,实现全自动布氏压痕测量系统溯源,为国防工业、民用机械行业力学性能试验提供成功经验,发挥重要作用。 展开更多
关键词 全自动 布氏压痕测量系统 量传溯源 校准规范
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钢桥焊接接头强韧匹配现状分析
7
作者 张剑峰 李军平 裴雪峰 《金属加工（热加工）》 2024年第2期47-51,共5页
综述了国内钢桥焊接接头强韧性匹配情况。钢板及焊接材料试验数据表明:原材料的强度波动范围较大,给强度匹配带来较大的难度,需要在原材料标准中对其强度范围进行限制;某些项目规定的焊缝强度限制指标缺乏理论依据,需要进行专题研究制... 综述了国内钢桥焊接接头强韧性匹配情况。钢板及焊接材料试验数据表明:原材料的强度波动范围较大,给强度匹配带来较大的难度,需要在原材料标准中对其强度范围进行限制;某些项目规定的焊缝强度限制指标缺乏理论依据,需要进行专题研究制定合理的波动范围。 展开更多
关键词 钢桥 焊接接头 强韧匹配
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空间样板在推土机罩盖安装座组焊中的应用
8
作者 丁志远 武世鹏 +2 位作者 王彩凤 李自轩 翟展新 《金属加工（热加工）》 2024年第8期54-57,共4页
工程机械行业产品更新换代快,客户不仅要求产品结实耐用,还需要良好的外观。推土机产品重要安装座(如发动机、变速箱和驾驶室等)依靠大型设备精加工完成,护罩、护板和盖板等覆盖件安装座多数采取划线或工装组对。常规的定位工装采用厚... 工程机械行业产品更新换代快,客户不仅要求产品结实耐用,还需要良好的外观。推土机产品重要安装座(如发动机、变速箱和驾驶室等)依靠大型设备精加工完成,护罩、护板和盖板等覆盖件安装座多数采取划线或工装组对。常规的定位工装采用厚板焊接、加工和装配,使用过程中穿销轴定位精度高,但制作周期长、成本高、重量大,频繁移动造成劳动强度大。在生产实践中逐步推广应用空间样板,不仅满足装配生产要求,且制造周期短、方便实用,提高组焊精度,避免装配干涉的频繁返修,适应了产品更新换代的步伐。 展开更多
关键词 空间样板 组对 定位夹紧
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船用齿轮箱输入轴组件加工变形控制
9
作者 谢立湘 王彩 +2 位作者 袁仲谋 何熙时 黎超 《金属加工（热加工）》 2024年第7期110-113,共4页
分析了船用齿轮箱输入轴组件的制坯、薄壁件热处理变形控制方法,以及电子束焊变形的控制方法,为解决船用齿轮箱输入轴组件的制造难题,提供了很好的解决方案。
关键词 船用齿轮箱 传动轴组件 电子束焊
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激光金属沉积制备TiC/316L复合材料的组织及力学性能研究
10
作者 李亚杰 张爽 +1 位作者 秦凤明 李亚菲 《金属加工（热加工）》 2024年第11期17-21,27,共6页
激光金属沉积(LMD)技术可同时实现输送粉末和聚焦激光能量,材料成形率高,能够显著提升材料性能和降低制造成本,具有广泛的应用前景。采用LMD技术制备TiC含量为0%、0.5%、1%和2%的TiC/316L不锈钢复合材料,研究了增强体含量对复合材料组... 激光金属沉积(LMD)技术可同时实现输送粉末和聚焦激光能量,材料成形率高,能够显著提升材料性能和降低制造成本,具有广泛的应用前景。采用LMD技术制备TiC含量为0%、0.5%、1%和2%的TiC/316L不锈钢复合材料,研究了增强体含量对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:通过金相技术观察样品微观结构发现,熔池形貌呈鱼鳞状形貌,中心区域主要为等轴晶粒,熔池边缘区域主要以柱状晶粒为主,相邻熔池之间的柱状晶粒呈外延生长关系,等轴晶粒尺寸分布在10~50μm,而大多数柱状晶粒尺寸超过100μm。随着TiC颗粒含量的增加,复合材料的抗拉强度显著提升,当添加量达到1%时,试样的抗拉强度由623MPa提高至679MPa,且保持30.42%的良好伸长率;然而,当添加量增至2%时,伸长率下降至5.1%,组织中出现了TiC颗粒的团聚现象。 展开更多
关键词 激光金属沉积 TiC/316L复合材料 组织结构 拉伸性能
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海洋石油工程固定式导管架平台T/K/Y节点马鞍口建模
11
作者 林永章 柳冉 +2 位作者 翟志国 王伟 袁杰 《金属加工（热加工）》 2024年第6期73-76,共4页
海洋石油工程固定式导管架是海上油气资源开采的重要设施,是由钢管相贯焊接形成的空间桁架结构。导管架的主要焊接结构是T/K/Y节点,T/K/Y节点中存在大量的马鞍口结构。目前,对马鞍口的加工及焊接主要以二维图样贴片为主,尚无软件可实现... 海洋石油工程固定式导管架是海上油气资源开采的重要设施,是由钢管相贯焊接形成的空间桁架结构。导管架的主要焊接结构是T/K/Y节点,T/K/Y节点中存在大量的马鞍口结构。目前,对马鞍口的加工及焊接主要以二维图样贴片为主,尚无软件可实现管节点马鞍口的参数化三维建模。在分析马鞍口相贯线机理的基础上,建立马鞍口相贯线的数学模型,并基于此利用Unity3D编写了绘制马鞍口相贯线的通用软件,实现了马鞍口的参数化三维建模,有效解决了实际生产中T/K/Y节点马鞍口难以建模的问题,为管节点马鞍口的加工及智能焊接提供精确的模型。 展开更多
关键词 T/K/Y节点 马鞍口 参数化建模
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激光焊焊接速度对DC06超深冲钢板接头组织和性能的影响
12
作者 吴兴欢 赖春明 +1 位作者 彭思涵 张智 《金属加工（热加工）》 2024年第2期34-37,共4页
研究了脉冲激光焊焊接速度对DC06超深冲钢板焊缝显微组织和力学性能的影响。金相组织、硬度检测结果显示:随着焊接速度的增加,焊接热输入减小,冷却速度变快,焊缝和热影响区的铁素体晶粒有所减小;同时,焊接速度增加,高温停留时间缩短,合... 研究了脉冲激光焊焊接速度对DC06超深冲钢板焊缝显微组织和力学性能的影响。金相组织、硬度检测结果显示:随着焊接速度的增加,焊接热输入减小,冷却速度变快,焊缝和热影响区的铁素体晶粒有所减小;同时,焊接速度增加,高温停留时间缩短,合金元素烧损减少,焊缝和热影响区固溶强化作用增强,显微硬度有所升高。 展开更多
关键词 激光焊 DC06超深冲钢 焊接速度 微观组织 力学性能
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控制轴承套圈热处理脱碳层深度的方法
13
作者 扈林庄 柏松 +1 位作者 张朕 张龙磊 《金属加工（热加工）》 2024年第4期42-46,共5页
在轴承套圈的马氏体分级盐浴热处理中,在确保可控气氛质量的前题下,对轴承套圈在辊棒炉热处理过程中的质量控制及设备特点进行分析,重点解决质量管控难点——脱碳层深度的控制方法。
关键词 轴承套圈 热处理 质量 脱碳 控制
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内圆磨床工作台铸件结构与工艺优化
14
作者 崔希文 《金属加工（热加工）》 2024年第8期132-136,共5页
介绍了工作台铸件原工艺方案,并指出该方案在生产中出现的问题。经分析认为,改进铸件结构是解决问题的最佳途径。在不改变外形机械加工尺寸的前提下,改进铸件结构,调整工艺方案,使诸多问题得以解决,生产出合格的工作台铸件,从而达到降... 介绍了工作台铸件原工艺方案,并指出该方案在生产中出现的问题。经分析认为,改进铸件结构是解决问题的最佳途径。在不改变外形机械加工尺寸的前提下,改进铸件结构,调整工艺方案,使诸多问题得以解决,生产出合格的工作台铸件,从而达到降低生产难度、节约金属材料、降低生产成本,以及提高成品率的效果。 展开更多
关键词 工作台 模板造型 粘砂 共晶度 成品率
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海上风电用S460钢的疲劳行为研究
15
作者 毛凌波 余乐瑶 +1 位作者 黄传清 胡战 《金属加工（热加工）》 2024年第8期110-117,共8页
为了分析不同控冷控轧(TMCP)工艺条件下的组织对S460海上风电用钢疲劳性能的影响,根据前期试验研究结果,选用综合力学性能最优的S460-14号样板和对比样板S460-11进行了疲劳性能测试,通过对S460钢的力学性能、断口形貌、EBSD观察和织构分... 为了分析不同控冷控轧(TMCP)工艺条件下的组织对S460海上风电用钢疲劳性能的影响,根据前期试验研究结果,选用综合力学性能最优的S460-14号样板和对比样板S460-11进行了疲劳性能测试,通过对S460钢的力学性能、断口形貌、EBSD观察和织构分析,揭示了海上风电用S460钢的疲劳行为机制。 展开更多
关键词 海上风电 S460钢 TMCP 疲劳
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高压蒸汽室铸钢件砂型铸造工艺模拟研究 被引量：1
16
作者 蔡佳骏 张亮 +3 位作者 夏双喜 程方亮 刘浩 刘富初 《金属加工（热加工）》 2024年第5期109-115,121,共8页
基于高压蒸汽室铸钢件的结构特点和铸造工艺要求,设计了该铸钢件的砂型铸造初步方案,并采用ProCAST软件进行了充型和凝固收缩数值模拟研究。结果表明:充型过程平稳,未出现浇不足现象,但在蒸汽室底座厚大部位、蒸汽室顶部凸台处出现了大... 基于高压蒸汽室铸钢件的结构特点和铸造工艺要求,设计了该铸钢件的砂型铸造初步方案,并采用ProCAST软件进行了充型和凝固收缩数值模拟研究。结果表明:充型过程平稳,未出现浇不足现象,但在蒸汽室底座厚大部位、蒸汽室顶部凸台处出现了大体积缩孔,同时铸件中产生了分散的缩松缺陷。结合模拟结果,对缺陷部位增加了冒口和冷铁,改进后的模拟结果良好,没有缩孔缺陷。 展开更多
关键词 高压蒸汽室铸件 ZG15Cr2Mo1 砂型铸造 工艺模拟 PROCAST
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铸铝与挤压铝合金的电阻点焊工艺试验研究 被引量：1
17
作者 张可 程哲闻 +2 位作者 张贤昆 李胜利 石磊 《金属加工（热加工）》 2024年第1期12-18,27,共8页
采用电阻点焊工艺对厚度为3mm的铸铝和2mm的5系挤压铝合金进行了连接。对焊后的接头进行了剪切拉伸试验,使用金相显微镜分析其宏观形貌和微观结构,使用扫描电镜对断口进行分析。结果表明:接头主要由4个典型区域组成,分别为母材、热影响... 采用电阻点焊工艺对厚度为3mm的铸铝和2mm的5系挤压铝合金进行了连接。对焊后的接头进行了剪切拉伸试验,使用金相显微镜分析其宏观形貌和微观结构,使用扫描电镜对断口进行分析。结果表明:接头主要由4个典型区域组成,分别为母材、热影响区、柱状晶区和等轴晶区。焊核主要向铸铝侧偏移,合适的焊接电流能够降低焊核偏移带来的影响,同时提升接头性能。在压力6k N、焊接电流40k A的条件下,接头平均失效载荷达到最高,为(7.09±0.33)kN。接头断裂行为可分为焊点处和铸铝处断裂两种模式,其中铸铝处断裂为韧性断裂。 展开更多
关键词 异种铝合金 电阻点焊 微观组织 力学性能 断裂行为
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变厚截面材料激光穿透焊接自适应功率控制研究 被引量：1
18
作者 周麒 张哲豪 +5 位作者 李栋梁 罗耀恩 赵育泽 陈聪 曾宏玉 袁方 《金属加工（热加工）》 2024年第2期23-29,33,共8页
激光焊接变厚截面板是实现汽车轻量化的有效举措,但在激光焊接过程中,因工艺不稳定易导致焊缝熔透状态不一致,工件焊接质量较差。由于激光功率易于控制且对熔深影响显著,因此从变厚截面板激光焊接过程中的功率控制需求入手,设计了功率... 激光焊接变厚截面板是实现汽车轻量化的有效举措,但在激光焊接过程中,因工艺不稳定易导致焊缝熔透状态不一致,工件焊接质量较差。由于激光功率易于控制且对熔深影响显著,因此从变厚截面板激光焊接过程中的功率控制需求入手,设计了功率控制软硬件系统,完成了功率控制平台的搭建;采用卷积神经网络对同轴图像采集系统获取的小孔穿透孔图像进行分类,依据穿透孔面积分为未熔透、适度熔透和过熔透,采用PID控制系统根据分类结果编码实时改变焊接功率以获得适度熔透状态;通过采用变截面板进行激光焊接功率自适应调控试验,获得了背部余高均匀的焊缝,验证了自适应功率监测和控制算法的有效性。 展开更多
关键词 激光焊接 变厚截面材料 熔透状态 自适应功率控制
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42CrMo钢长轴感应淬火裂纹原因分析 被引量：1
19
作者 陈步超 宋翊 +5 位作者 刘海明 陈露 王致远 牛宗冉 鞠玉琳 袁志钟 《金属加工（热加工）》 2024年第1期76-81,共6页
观察了感应淬火后42CrMo钢长轴开裂的微观组织、裂纹形貌并测试其化学成分和力学性能,分析了裂纹的形成原因。结果表明:裂纹沿轴向分布且仅存在于大直径区域的淬硬层,与心部相比,该区域晶粒异常粗大且部分晶界熔化,裂纹沿晶扩展,裂纹内... 观察了感应淬火后42CrMo钢长轴开裂的微观组织、裂纹形貌并测试其化学成分和力学性能,分析了裂纹的形成原因。结果表明:裂纹沿轴向分布且仅存在于大直径区域的淬硬层,与心部相比,该区域晶粒异常粗大且部分晶界熔化,裂纹沿晶扩展,裂纹内存在氧化物,因此判断裂纹产生的主要原因是感应淬火工艺参数不当,导致在长轴直径增大区域的淬火加热温度过高,从而造成淬硬层发生过烧、晶界弱化甚至烧蚀,从而出现裂纹。相比小直径区域,大直径区域的淬硬层较厚、硬度偏低,也佐证了该论断。 展开更多
关键词 42CRMO钢 沿晶裂纹 感应淬火 夹杂物 过烧
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G115钢窄间隙自动氩弧焊焊接接头的组织与性能研究
20
作者 张宇清 蒋涛 +4 位作者 杨文佳 陈正宗 姜海峰 赵海平 马志宝 《金属加工（热加工）》 2024年第10期29-33,共5页
采用窄间隙自动氩弧焊机焊接G115大口径厚壁管,借助金相显微镜对焊接接头的显微组织进行观察,应用拉伸、弯曲、冲击、硬度和残余应力测试等方法对接头的力学性能进行试验分析。结果表明:窄间隙氩弧焊接头显微组织均为回火马氏体,热影响... 采用窄间隙自动氩弧焊机焊接G115大口径厚壁管,借助金相显微镜对焊接接头的显微组织进行观察,应用拉伸、弯曲、冲击、硬度和残余应力测试等方法对接头的力学性能进行试验分析。结果表明:窄间隙氩弧焊接头显微组织均为回火马氏体,热影响区未发现显微裂纹缺陷,热影响区宽度仅为1.7mm。焊接接头强度性能良好,弯曲试验满足标准要求,冲击试验结果优良,最高硬度值249HV满足标准要求,焊接接头中残余应力的最大值位于焊缝中心,拉应力为278MPa,是母材屈服强度的52%。本研究的全位置窄间隙自动氩弧焊工艺,为G115钢的工程化应用奠定了坚实的技术基础。 展开更多
关键词 G115钢 窄间隙氩弧焊 接头性能 残余应力
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