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激光增材制造与连接GH4169合金的热处理工艺研究
1
作者 刘艳梅 张英伟 +1 位作者 关峰 赵兴旺 《热加工工艺》 北大核心 2024年第8期38-41,45,共5页
采用激光增材制造技术制备了GH4169合金母材样品,并采用相同的工艺参数实现了母材的激光增材连接,检测了不同热处理状态下合金的拉伸性能,分析了性能改变的内在机理。结果表明:凭借激光增材制造技术热影响区小的优势,热处理前后母材与... 采用激光增材制造技术制备了GH4169合金母材样品,并采用相同的工艺参数实现了母材的激光增材连接,检测了不同热处理状态下合金的拉伸性能,分析了性能改变的内在机理。结果表明:凭借激光增材制造技术热影响区小的优势,热处理前后母材与连接区域处微观组织的演变基本一致。沉积态合金呈典型的柱状晶组织,且二次枝晶并不发达,γ+Laves共晶相呈条带状和岛链状沿晶界分布;均匀化+固溶处理后Laves相发生分解并回溶入基体,并伴随着柱晶的粗化;当进行双重时效处理时Laves相的分布状态发生改变。不同热处理工艺试样的拉伸性能均高于同合金铸态指标,热处理对Laves相的含量和分布状态的改变是影响其强度和塑性的主要因素。 展开更多
关键词 GH4169合金 激光增材制造 微观组织 拉伸性能 热处理工艺
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基于金刚石热历史的超硬磨具激光增材制造工艺与组织性能优化
2
作者 张伟 高远 +5 位作者 马青原 彭英博 武玺旺 蓝阳 陈宇轩 陈治强 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期132-139,共8页
超硬磨具激光增材制造过程中,金刚石极易受到激光直接辐照和高温熔池的影响,出现石墨化等热损伤现象.选取典型的金刚石磨具用金属结合剂CuSn10粉末,采用粉末床熔融(Powder Bed Fusion-laser Beam,PBF-LB)技术制备CuSn10-金刚石复合材料... 超硬磨具激光增材制造过程中,金刚石极易受到激光直接辐照和高温熔池的影响,出现石墨化等热损伤现象.选取典型的金刚石磨具用金属结合剂CuSn10粉末,采用粉末床熔融(Powder Bed Fusion-laser Beam,PBF-LB)技术制备CuSn10-金刚石复合材料;围绕高能激光束和高温熔池两个影响增材制造过程中金刚石颗粒性能的关键因素,以单颗金刚石颗粒为研究对象,通过有限元模拟分析构建金刚石颗粒的温度场模型,反映了金刚石颗粒在PBF-LB中的热演化过程;阐明了PBF-LB过程金刚石的热损伤机制,发现金刚石发生石墨化转变并不是由激光的直接辐照造成的,而是由高温熔池的热影响导致,CuSn10-金刚石复合材料在PBF-LB过程中石墨化的临界温度为1491.6℃.建立了PBF-LB工艺-金刚石颗粒温度-石墨化程度-摩擦磨损性能的定量关系,发现随着金刚石颗粒温度的增加,其石墨化程度增加,严重损害了复合材料的摩擦磨损性能. 展开更多
关键词 激光增材制造 超硬磨具 金刚石 热演化 石墨化
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激光增材制造体育器材用TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为研究
3
作者 刘硕 王启慧 王志鹏 《精密成形工程》 北大核心 2024年第1期59-65,共7页
目的揭示应力比对增材制造TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响规律。方法采用紧凑型拉伸试样,在恒载荷幅条件下对激光增材制造TC4钛合金进行了应力比为0.1、0.3和0.5的疲劳裂纹扩展实验,定量评价了不同应力比下合金的疲劳裂纹扩展速率和... 目的揭示应力比对增材制造TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响规律。方法采用紧凑型拉伸试样,在恒载荷幅条件下对激光增材制造TC4钛合金进行了应力比为0.1、0.3和0.5的疲劳裂纹扩展实验,定量评价了不同应力比下合金的疲劳裂纹扩展速率和变化规律。基于Paris公式对裂纹扩展速率进行了拟合,分析了应力比对各参数的影响规律。最后通过扫描电镜对断口表面形貌进行了观察,分析了应力比对断裂模型的影响。结果在相同的∆K条件下,疲劳裂纹扩展速率随着应力比的增大而增大。在Paris公式中,参数C随应力比的增大而减小,参数m随应力比的增大而增大,并且m和lgC呈现线性关系。随应力比的增大,断口表面的河流花样增多、疲劳辉纹变浅、二次裂纹数量增加。结论应力比引起的裂纹尖端闭合效应和平面应力比变化是导致裂纹扩展速率发生改变的主要原因。 展开更多
关键词 激光增材制造 TC4钛合金 疲劳裂纹扩展 应力比
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激光增材制备Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)非晶合金的微观组织与力学性能研究
4
作者 葛亚琼 徐海军 +2 位作者 乔建福 侯敏 畅泽欣 《铸造设备与工艺》 2024年第4期70-73,90,共5页
铜模铸造作为制备非晶合金的主流技术,是一种简单、易于操作、使用广泛的技术。由于尺寸大小的影响,限制了非晶合金的应用。激光增材制造作为一种新的制备非晶合金技术,可以突破尺寸的限制。本文利用激光增材制造技术制备了10mm×10... 铜模铸造作为制备非晶合金的主流技术,是一种简单、易于操作、使用广泛的技术。由于尺寸大小的影响,限制了非晶合金的应用。激光增材制造作为一种新的制备非晶合金技术,可以突破尺寸的限制。本文利用激光增材制造技术制备了10mm×10mm×3mm的块体Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)非晶合金,对其微观组织和力学性能进行分析,与铸态的Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)非晶合金形成对比。研究结果表明,成形试样非晶率可以达到96.95%,存在少量晶体相,抗压强度为992 MPa,在力学性能上低于铸态的非晶合金,但为辅助铜模铸造制备非晶合金突破尺寸限制提供了一个新思路。 展开更多
关键词 激光增材制造 非晶合金 结晶相 力学性能
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基于激光增材制造粉末回收装置的改进
5
作者 黄常翼 冯阳 张瑞珂 《机械工程与自动化》 2024年第1期221-222,226,共3页
激光增材粉末制造是一项前沿性的先进制造技术,但现有激光增材制造设备在生产过程中有大量的金属粉末不能进入熔池参与成型而浪费。拟通过增设离心抽风机、粉末回吸嘴、粉末收集器、二级振动筛、振动源、一级振动筛、沉积基板、成型盒... 激光增材粉末制造是一项前沿性的先进制造技术,但现有激光增材制造设备在生产过程中有大量的金属粉末不能进入熔池参与成型而浪费。拟通过增设离心抽风机、粉末回吸嘴、粉末收集器、二级振动筛、振动源、一级振动筛、沉积基板、成型盒和激光送粉头等组成的一种粉末回收装置,对激光增材制造中未熔融成制件的粉末进行分级筛选,将符合颗粒度要求的金属粉末直接送入激光送粉装置进行回收利用,从而降低送粉能耗,有效提高材料的利用率,进而降低激光增材制造成本。 展开更多
关键词 粉末制备 回收装置 激光增材制造
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激光增材再制造修复技术的现状与发展趋势 被引量：1
6
作者 王军华 姚成 +4 位作者 彭建军 颉潭成 杨芳 马喜强 徐彦伟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1313-1325,共13页
激光增材再制造技术是基于激光熔覆、激光堆焊等激光沉积技术原理实现各种金属零部件损伤部位的几何尺寸或综合性能恢复的绿色制造新技术。针对激光增材再制造技术,具体阐述了增材再制造技术的国内外现状,并详细介绍了激光增材再制造的... 激光增材再制造技术是基于激光熔覆、激光堆焊等激光沉积技术原理实现各种金属零部件损伤部位的几何尺寸或综合性能恢复的绿色制造新技术。针对激光增材再制造技术,具体阐述了增材再制造技术的国内外现状,并详细介绍了激光增材再制造的工艺类型以及在各行业的应用,最后展望了激光增材再制造技术的发展趋势。 展开更多
关键词 激光增材 再制造技术 技术应用
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X射线超快成像原位表征激光增材制造过程研究进展 被引量：1
7
作者 龚来凤 帅三三 +4 位作者 李雅莉 黎姗姗 陈超越 王江 任忠鸣 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1405-1427,共23页
在增材制造过程中,熔池经历快速熔化、冷却、凝固的过程,其物理、化学、结构和应力等处于极端非平衡状态,容易导致孔隙、裂纹等缺陷产生,影响制件力学性能。同步辐射X射线具有高空间分辨率和时间分辨率,可以实现增材制造过程中熔池动力... 在增材制造过程中,熔池经历快速熔化、冷却、凝固的过程,其物理、化学、结构和应力等处于极端非平衡状态,容易导致孔隙、裂纹等缺陷产生,影响制件力学性能。同步辐射X射线具有高空间分辨率和时间分辨率,可以实现增材制造过程中熔池动力学和缺陷演化的原位表征。本文综述了近年来激光增材制造原位实验平台的搭建,并从熔池结构演化、缺陷形成机理和成形工艺优化三个方面介绍了同步辐射X射线原位表征激光增材制造过程的研究进展。最后基于目前增材制造原位观察的局限性,从表征系统改进、原料多样化和计算修正等方面对未来研究进行了展望。 展开更多
关键词 同步辐射X射线超快成像 激光增材制造 熔池结构演化 缺陷形成原理
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激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究进展 被引量：1
8
作者 李尧 寇浩南 +5 位作者 李梦阳 张阔 刘源 虢婷 张凤英 宋绪丁 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1-14,共14页
针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹(即凝固裂纹和液化裂纹)的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。... 针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹(即凝固裂纹和液化裂纹)的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。在此基础上,从合金成分调控、工艺参数优化、基板预热以及热等静压处理等方面,概述了增材制造高温合金热裂纹调控和抑制的主要措施。最后,针对激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究中存在的问题,提出了进一步研究和发展的建议,为实现无裂纹镍基高温合金的增材制造提供了参考。 展开更多
关键词 激光增材制造 沉淀强化镍基高温合金 开裂机理 热裂纹敏感性 裂纹抑制
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金属材料激光增材制造路径规划研究现状与展望 被引量：1
9
作者 柴媛欣 邢飞 +4 位作者 李殿起 史建军 苗立国 卞宏友 闫成鑫 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期145-150,共6页
激光增材制造技术可成形任意复杂形状零件,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、医疗器具等领域。激光增材制造技术根据粉末提供方式的差异可分为粉末床预置铺粉的选区激光熔化技术和送粉器同步送粉的激光定向能量沉积技术。路径规划是激... 激光增材制造技术可成形任意复杂形状零件,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、医疗器具等领域。激光增材制造技术根据粉末提供方式的差异可分为粉末床预置铺粉的选区激光熔化技术和送粉器同步送粉的激光定向能量沉积技术。路径规划是激光增材制造过程中的重要步骤,当采用不同的路径策略时,即使硬件设备和工艺参数保持一致,零件的成形质量以及力学性能也会存在较大差异。目前,众多学者针对不同目标的路径规划策略展开了广泛的研究。本文总结了激光增材制造技术路径规划的研究现状,分析了两类目标的路径规划策略,即提高成形质量以及力学性能。最后对未来激光增材制造路径规划的研究进行了展望,为其进一步研究提供了方向。 展开更多
关键词 激光增材制造 路径规划 成形质量 力学性能
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Nb对激光增材制造TC4沉积态组织与性能的影响 被引量：1
10
作者 刘晏硕 徐诺 +2 位作者 徐国建 王辰阳 邢飞 《热加工工艺》 北大核心 2024年第7期41-46,共6页
通过激光同轴送粉增材制造技术制备了TC4与TC4+Nb沉积态样件,研究了Nb对TC4沉积态显微组织、相组成及力学性能的影响规律。结果表明,TC4与TC4+Nb沉积态的组织均由大量α-Ti及少量β-Ti构成。随着Nb含量从0增加到8%,TC4沉积态的原始β-T... 通过激光同轴送粉增材制造技术制备了TC4与TC4+Nb沉积态样件,研究了Nb对TC4沉积态显微组织、相组成及力学性能的影响规律。结果表明,TC4与TC4+Nb沉积态的组织均由大量α-Ti及少量β-Ti构成。随着Nb含量从0增加到8%,TC4沉积态的原始β-Ti和初生针状α-Ti平均晶粒尺寸逐渐减小,初生针状α-Ti尺寸减小了67.4%;同时网篮组织得到细化,β相含量明显增加。添加Nb能够显著提高TC4沉积态样件的拉伸性能,TC4+6%Nb沉积态样件拉伸性能最优,满足锻件标准要求。 展开更多
关键词 激光增材制造 TC4钛合金 显微组织 力学性能
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激光增材制造中残余应力形成机理、表征及调控方法的研究进展
11
作者 王瑞鑫 陈超越 +6 位作者 徐松哲 帅三三 胡涛 李霞 王保军 王江 任忠鸣 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期15-32,共18页
激光增材制造可以实现高性能复杂金属构件的一体化直接成形,但该过程中存在的非均匀温度梯度分布、微熔池的近快速凝固、原位热处理效应以及非平衡固态相变、微观结构的不均匀性等会产生复杂的残余应力,严重影响成形构件质量和综合性能... 激光增材制造可以实现高性能复杂金属构件的一体化直接成形,但该过程中存在的非均匀温度梯度分布、微熔池的近快速凝固、原位热处理效应以及非平衡固态相变、微观结构的不均匀性等会产生复杂的残余应力,严重影响成形构件质量和综合性能。因此,本文围绕激光增材制造残余应力,首先介绍了残余应力的基本定义、分类及产生原因;然后针对激光增材制造过程中残余应力的特殊性、形成机理、表征方法及调控方法的研究现状进行了系统的综述,介绍了残余应力的表征方法及其特点,并说明了各方法的适用性及优缺点,总结了调控残余应力的方法可分为后处理调控和原位处理调控;最后,展望了研究激光增材制造残余应力的产生原因和演化机制应考虑几类应力的叠加效应。残余应力的表征应采用多种方法结合,相互辅助验证。为避免成形过程中应力集中影响成形质量以及避免后处理对构件精度产生影响,应重点研究原位调控残余应力的方法。 展开更多
关键词 激光增材制造 残余应力 残余应力表征 有限元仿真 残余应力调控
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脉冲激光辅助激光增材制造研究进展
12
作者 郑敏 黄婷 肖荣诗 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期1-12,32,共13页
针对辅助脉冲激光作用在固相区的情况,分别论述了非同步式表面、非同步式层间以及同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺特点,分析了增材制造构件组织、成形缺陷以及应力分布的调控机理,并系统对比了非同步式和同步式脉冲激光辅助激光... 针对辅助脉冲激光作用在固相区的情况,分别论述了非同步式表面、非同步式层间以及同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺特点,分析了增材制造构件组织、成形缺陷以及应力分布的调控机理,并系统对比了非同步式和同步式脉冲激光辅助激光增材制造的调控效果,总结了同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺优势。针对辅助脉冲激光作用在熔池区的情况,研究了脉冲激光功率密度、频率对熔池热动力学行为的作用机理(Marangoni对流、超声波搅拌空化、冲击波效应等),进而明晰了辅助脉冲激光冲击熔池对增材制造构件组织、成形缺陷的影响机理。最后,对脉冲激光辅助激光增材制造技术的研究进展进行了总结,并对下一阶段的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 激光增材制造 脉冲激光冲击 组织 成形缺陷 残余应力
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氧化物共晶陶瓷激光增材制造裂纹缺陷形成及抑制研究进展
13
作者 姚佳彤 苏海军 +5 位作者 姜浩 陈乾 申仲琳 余明辉 张卓 郭敏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期34-45,共12页
氧化物共晶陶瓷以其优异的高比强度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化和抗蠕变等独特性能,被认为是超高温氧化腐蚀等极端环境下长期稳定服役的理想材料之一,在新一代高推重比航空发动机高温热端结构部件中具有巨大的应用前景。激光增材制造技术... 氧化物共晶陶瓷以其优异的高比强度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化和抗蠕变等独特性能,被认为是超高温氧化腐蚀等极端环境下长期稳定服役的理想材料之一,在新一代高推重比航空发动机高温热端结构部件中具有巨大的应用前景。激光增材制造技术已成为近年来制备高性能复杂结构部件最具潜力的前沿技术,然而陶瓷在激光快速凝固过程中,裂纹缺陷极易产生,严重影响构件的成形质量和性能,成为制约工程化应用的关键。本文综述了激光近净成形和激光粉末床熔融两种典型陶瓷激光增材制造技术,分析对比了两种技术制备的不同形状陶瓷样件的裂纹形态特征,重点从微观组织形态特征、应力状态等角度探讨了激光增材制造氧化物陶瓷裂纹的形成机理,并进一步从工艺参数优化、成分设计、外场辅助等三个方面改善微观组织与减小热应力以抑制裂纹进行系统总结。最后指出氧化物共晶陶瓷激光增材制造在粉末特性、成形主次因素、成形技术研究等方面的未来发展趋势及突破方向。 展开更多
关键词 氧化物共晶陶瓷 激光增材制造 裂纹缺陷 形成机理 裂纹抑制
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激光增材制造网状结构金属基复合材料的研究进展
14
作者 伍子纯 刘阳 +5 位作者 李海尊 谭振国 唐楠 宋宇峰 刘筱 陈宇强 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1052-1070,共19页
相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制... 相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制造技术可实现对网状结构的精细化调控,为网状结构金属基复合材料的进一步发展提供了新的途径。本文综述了高能量激光束诱导马兰戈尼对流作用下网状结构金属基复合材料的形成机理、影响网状结构形成的因素、不同类型网状结构的显微组织结构特征,分析了网状结构金属基复合材料的多段弯曲断裂、微孔聚集断裂等断裂机制,阐述了在霍尔−佩奇、奥罗万、泰勒、载荷传递等强化机制共同作用下的强化机理,以及独特的增强相贫、富区协同作用下的韧化机理,并对其未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 网状结构 激光增材制造 金属基复合材料 断裂机制 强韧化机理
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钛铝含量对IN718合金激光增材试样组织性能的影响
15
作者 雷远涛 伍文星 +4 位作者 阳彤 申龙章 陈勇 朱红梅 邱长军 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期55-62,共8页
为提升激光增材IN718合金部件的力学性能和服役温度,按梯度增加Ti+Al含量制备了五种改进型IN718激光增材样品,采用万能实验机、SEM、XRD和JMatpro软件等研究了样品的常温和高温力学性能及组织结构。结果表明,随着Ti+Al含量的增加,γ′... 为提升激光增材IN718合金部件的力学性能和服役温度,按梯度增加Ti+Al含量制备了五种改进型IN718激光增材样品,采用万能实验机、SEM、XRD和JMatpro软件等研究了样品的常温和高温力学性能及组织结构。结果表明,随着Ti+Al含量的增加,γ′相占比逐渐上升,样品室温强度增大而延伸率明显下降。当Ti+Al含量增加到7.6%时,样品中的γ′析出相占比是γ相的5倍,硬度为55.6 HRC,因脆性相的大量析出导致裂纹萌生;经1 100℃×1 h+850℃×8 h热处理后的样品在850℃时的强度随Ti+Al含量的增加先升高后降低,Ti+Al含量为5.6%时其高温屈服强度和延伸率达到最大值,分别为553 MPa和12%,且各向同性,此时γ′析出相和γ相占比接近,分别为41.5%和39.9%。在后续研究中,可将标准IN718合金中的Ti+Al含量提高到5.6%,恰当利用γ′强化获得优良的高温力学性能和激光增材工艺相容性。 展开更多
关键词 激光增材制造 IN718合金 Ti+Al含量 力学性能 析出相
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激光增材含铝马氏体不锈钢的高温摩擦磨损性能研究
16
作者 李会杰 雷远涛 +4 位作者 伍文星 申龙章 陈勇 朱红梅 邱长军 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第1期73-79,180,共8页
激光增材马氏体不锈钢可应用于600℃以下的高温部件,为了进一步提高其高温耐磨性能,制备了4种不同铝含量(0、1%、2%、3%,质量分数)的马氏体不锈钢试样,采用箱式电阻炉对4种马氏体不锈钢试样分别在25、200、400、600℃温度下进行热处理... 激光增材马氏体不锈钢可应用于600℃以下的高温部件,为了进一步提高其高温耐磨性能,制备了4种不同铝含量(0、1%、2%、3%,质量分数)的马氏体不锈钢试样,采用箱式电阻炉对4种马氏体不锈钢试样分别在25、200、400、600℃温度下进行热处理。采用OM、XRD、SEM、3D景深显微镜、高温摩擦磨损试验机等仪器和JMatPro软件研究了试样的金相组织与高温摩擦磨损性能。结果表明:随着铝含量的增加,试样的平均硬度从57.87 HRC降至42.46 HRC,随着600℃保温时间的延长,试样的硬度均快速下降并趋于稳定,其值从44.79 HRC降至28.70 HRC,铝含量的增加对试样在25℃下的摩擦系数的影响并不明显,其值均在0.8~0.9之间;当铝含量达到3%时,试样在600℃环境中的摩擦系数降至0.45左右,约为25℃下的52.94%,体积磨损量降至0.0214 mm^(3),约为25℃下的9%,试样主相为马氏体相及少量碳化物等析出相。添加3%铝可显著改善激光增材马氏体不锈钢的高温摩擦磨损性能。 展开更多
关键词 马氏体不锈钢 铝含量 激光增材 高温耐磨性
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送粉式激光增材制造工艺修复钛-不锈钢复合板的研究
17
作者 黄羚惠 崔强 +4 位作者 张伯君 梁斌 业成 李永胜 方学伟 《压力容器》 北大核心 2024年第6期1-7,42,共8页
为解决钛钢复合板制造和服役过程中产生的超标缺陷无法直接熔焊修复的难题,通过选择合适的中间层种类及厚度,分析了TA2/S30408复合板送粉式激光增材制造工艺的可行性。结果表明:相较于Cu-Ti梯度沉积层,纯铜层在沉积过程中裂纹萌生和扩... 为解决钛钢复合板制造和服役过程中产生的超标缺陷无法直接熔焊修复的难题,通过选择合适的中间层种类及厚度,分析了TA2/S30408复合板送粉式激光增材制造工艺的可行性。结果表明:相较于Cu-Ti梯度沉积层,纯铜层在沉积过程中裂纹萌生和扩展倾向更小,更适合作为钛-不锈钢复合板的中间层;中间纯铜层多次沉积且总厚度控制在1~1.2 mm时,可以在不降低复合板界面剪切强度的前提下,有效阻止不锈钢层中的Fe元素向钛层的扩散;TA2/S30408复合板各沉积层结合良好、无明显气孔裂纹等缺陷,剪切强度达标,有望利用送粉式激光增材制造工艺修复钛-不锈钢复合板。 展开更多
关键词 钛钢复合板 激光增材制造 金属间化合物 剪切强度
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高氮不锈钢光丝同轴激光增材组织与性能研究
18
作者 丁建祥 张伟 +2 位作者 程远 彭勇 王克鸿 《电焊机》 2024年第11期105-112,共8页
为研究光丝同轴激光增材技术在制备高氮不锈钢块体材料中的应用潜力,采用直径1.2 mm、氮含量为0.71 wt.%的高氮钢丝材,通过光丝同轴激光增材技术进行多道多层增材试验。利用工业CT扫描、氮含量分析、组织形貌观察、物相分析及力学性能... 为研究光丝同轴激光增材技术在制备高氮不锈钢块体材料中的应用潜力,采用直径1.2 mm、氮含量为0.71 wt.%的高氮钢丝材,通过光丝同轴激光增材技术进行多道多层增材试验。利用工业CT扫描、氮含量分析、组织形貌观察、物相分析及力学性能测试等方法,对增材块体的内部质量、氮含量、微观组织及力学性能进行了系统研究。结果表明,增材块体中存在少量未熔合缺陷,主要分布在底部,且一般出现于每一层的前两道附近,等效直径主要分布于200~300μm。内部存在大量细小孔洞状低密度缺陷,其体积占比为0.073%,其中约90%的等效直径区间为1.5~7.5μm。中部和顶部的氮含量都在0.66 wt.%以上,氮损失均低于7.5%;底部氮含量降至0.58 wt.%,氮损失为19%。物相分析表明,增材块体主要为奥氏体γ-Fe相,通过SEM和EDS可发现基体材料中存在少量α-Fe枝晶和Mn的氧化物。金相观察发现,增材块体主要由细小的柱状晶和等轴晶组成。增材块体底部力学性能较好,中部各向异性较小。其增材方向上的硬度分布为315~355 HV,且底部明显高于中部和顶部。块体中部增材方向抗拉强度875 MPa,屈服强度为679 MPa,延伸率为50%;行进方向抗拉强度为908 MPa,屈服强度为685 MPa,延伸率为34%。此外,块体底部行进方向的抗拉强度为997 MPa,屈服强度为770 MPa,延伸率为43%。本研究证实了光丝同轴激光增材技术制备高氮不锈钢块体材料的可行性,为高氮不锈钢增材制造技术的开发和应用提供了重要的理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 高氮不锈钢 光丝同轴激光增材技术 缺陷检测 微观组织 力学性能
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高熵合金在激光增材修复中研究应用进展
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作者 李占明 王梦璐 +2 位作者 孙晓峰 王瑞 王宏宇 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期59-71,共13页
将新兴高熵合金材料引入激光增材修复的先进智能制造之中,有望推动新一代材料与制造技术的深度融合发展,大幅提高原材料和能量的利用率,具有广泛的应用领域和极好的发展前景。本文介绍了高熵合金在激光增材修复中的应用现状,指出强度塑... 将新兴高熵合金材料引入激光增材修复的先进智能制造之中,有望推动新一代材料与制造技术的深度融合发展,大幅提高原材料和能量的利用率,具有广泛的应用领域和极好的发展前景。本文介绍了高熵合金在激光增材修复中的应用现状,指出强度塑性有待提高、调控工艺有待优化、强化机理有待明确是高熵合金在激光增材修复中拓展应用解决的关键科学问题。探究高熵合金熔覆涂层金属强韧化机制,明确熔覆涂层的材料、工艺、组织结构和宏观性能之间基本对应关系,获取完整有效的高熵合金成分预测方法,创新合金体系设计、优化调整控制工艺,获得适用于极端服役环境且成本低廉的高性能熔覆涂层是未来的主要研究热点和发展趋势。 展开更多
关键词 高熵合金 材料设计 工艺优化 强化机理 激光增材修复
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大厚度TC4钛合金激光增材连接过程分区组织调控
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作者 吕飞阅 王磊磊 +4 位作者 高转妮 张家豪 黎一帆 李琳沁 占小红 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1285-1299,共15页
针对大厚度钛合金构件激光增材连接过程中热累积效应导致的组织粗化及性能劣化问题,本文开展了微观组织分区调控研究,分析了厚板不同位置的晶粒尺寸与析出相形态随着激光功率与扫描速率的变化规律,形成了激光增材连接件分区组织调控方... 针对大厚度钛合金构件激光增材连接过程中热累积效应导致的组织粗化及性能劣化问题,本文开展了微观组织分区调控研究,分析了厚板不同位置的晶粒尺寸与析出相形态随着激光功率与扫描速率的变化规律,形成了激光增材连接件分区组织调控方法。结果表明:通过改变激光功率来调控组织形态的参数灵敏度较高,针对激光增材连接过程热累积效应导致的组织粗化问题,需改变激光扫描速率来调控试样中上部及顶部的组织形态。当激光有效能量为5.46×10^(5) J时,增材连接试样的抗拉强度高达915 MPa左右,同时断口韧窝尺寸较大,材料塑韧性较优异。因此,在激光增材连接过程中进行分区组织调控,可实现连接件整体力学性能的显著提升。 展开更多
关键词 激光增材连接 TC4钛合金 有效激光能量 微观组织 分区调控
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