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激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸预测及成形工艺优化
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作者 刘筱 谢莉 +4 位作者 朱必武 李伟奇 肖罡 李落星 徐从昌 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期92-99,共8页
通过激光熔化沉积试验分析了工艺条件(送粉速度、扫描速度和激光功率)对Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸的影响,构建了晶粒尺寸预测模型,优化了成形工艺参数,给出了工艺参数最佳区间。结果表明,相较于激光功率和扫描速度,送粉速度对晶粒尺寸的... 通过激光熔化沉积试验分析了工艺条件(送粉速度、扫描速度和激光功率)对Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸的影响,构建了晶粒尺寸预测模型,优化了成形工艺参数,给出了工艺参数最佳区间。结果表明,相较于激光功率和扫描速度,送粉速度对晶粒尺寸的影响最为显著;随着成形能量密度的增加,合金晶粒尺寸呈现出先减小后增大的演变趋势;采用回归方程构建的晶粒尺寸-工艺参数关系模型能准确预测不同工艺条件下激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金的平均晶粒尺寸,相对误差小于2%;通过响应面分析得到工艺参数最佳区间为:送粉速度2.8~3 g·min^(-1)、激光功率1000~1050 W、扫描速度4~5 mm·s^(-1)。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 AL-MG-SC-ZR合金 晶粒尺寸 工艺优化
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激光熔化沉积过程缺陷识别方法
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作者 刘伟嵬 刘炳君 +1 位作者 刘焕强 刘泽远 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1150-1158,共9页
激光熔化沉积加工过程中的缺陷萌生是制约激光熔化沉积技术发展的关键性问题.实现对缺陷的精确自动识别是提高激光熔化沉积技术应用水平的重要途径.提出了熔池瞬态特征提取算法,分析了熔池瞬态特征对沉积层熔合不良缺陷的影响关系,建立... 激光熔化沉积加工过程中的缺陷萌生是制约激光熔化沉积技术发展的关键性问题.实现对缺陷的精确自动识别是提高激光熔化沉积技术应用水平的重要途径.提出了熔池瞬态特征提取算法,分析了熔池瞬态特征对沉积层熔合不良缺陷的影响关系,建立了熔池瞬态特征数据集.对主流识别算法进行了模型训练测试,获取了相对最优模型ResNet 34.为解决ResNet 34训练损失拟合效果差、计算速度慢的问题,结合传统卷积网络和LSTM(long short-term memory)网络,建立了训练和测试精度高且计算速度快的LRCN 64模型,测试准确率达95.8%,实现了对熔合不良缺陷的识别,为实现沉积件在线无损检测提供了技术支撑. 展开更多
关键词 激光熔化沉积 熔池瞬态特征 熔合不良 长期循环卷积神经网络(LRCN) 残差神经网络(ResNet)
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激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金单熔道成形质量预测
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作者 肖罡 李伟奇 +4 位作者 谢莉 路超 刘筱 朱必武 杨钦文 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1010-1021,共12页
本研究探讨了激光熔化沉积(LMD)工艺参数对Al-Mg-Sc-Zr合金单熔道成形质量的影响,并采用BP神经网络模型和改进的PSO-BP神经网络模型预测了不同工艺参数下的成形孔隙率。结果表明:Al-Mg-Sc-Zr合金的LMD单熔道成形孔隙率,随着激光线能量... 本研究探讨了激光熔化沉积(LMD)工艺参数对Al-Mg-Sc-Zr合金单熔道成形质量的影响,并采用BP神经网络模型和改进的PSO-BP神经网络模型预测了不同工艺参数下的成形孔隙率。结果表明:Al-Mg-Sc-Zr合金的LMD单熔道成形孔隙率,随着激光线能量密度的增加呈现先上升后下降再上升的趋势,在175 J/mm^(2)时孔隙率达到最小值,仅为1.38%。在相同的送粉工艺参数下,LMD成形熔道宽度和熔道深度均与激光功率呈现出正相关性,而熔道高度和熔道深度均与扫描速率呈现出负相关性。相较于BP神经网络模型,改进的PSO-BP神经网络模型的平均绝对误差降低了29.69%,平均相对误差降低了19.42%,均方误差降低了19.02%,相关系数提升了63.44%。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 AL-MG-SC-ZR合金 熔池质量 孔隙率 神经网络
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激光熔化沉积Al_(x)CoCrFeNi系高熵合金的组织与性能
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作者 黄留飞 王小英 +6 位作者 孙耀宁 陈亮 王龙 任聪聪 杨晓珊 王斗 李晋锋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期211-216,共6页
本工作通过激光熔化沉积技术制备了Al_(x)CoCrFeNi(x=0,0.3,0.5)系高熵合金,并研究了Al的添加对激光熔化沉积CoCrFeNi合金的物相结构、组织形貌及性能的影响规律。研究结果表明:Al_(0)与Al_(0.3)高熵合金的微观结构为单相FCC结构固溶体,... 本工作通过激光熔化沉积技术制备了Al_(x)CoCrFeNi(x=0,0.3,0.5)系高熵合金,并研究了Al的添加对激光熔化沉积CoCrFeNi合金的物相结构、组织形貌及性能的影响规律。研究结果表明:Al_(0)与Al_(0.3)高熵合金的微观结构为单相FCC结构固溶体,而Al_(0.5)高熵合金的微观结构为在FCC相基底的晶界/枝晶界处析出富集Al、Ni原子的B2相。合金样品的拉伸力学性能表明:Al_(0.5)CoCrFeNi高熵合金的屈服强度达到了原合金的2.66倍(140~372 MPa),抗拉强度达到约716 MPa,延伸率约为40%;电化学极化曲线分析表明,Al_(x)CoCrFeNi系高熵合金在1 mol/L的H_(2)SO_(4)溶液中均具有显著的稳定钝化区,Al添加引起的致钝电流和维钝电流随着Al含量的增加呈现先减小后增大的趋势。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 高熵合金 组织结构 力学性能 电化学性能
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退火温度对激光熔化沉积TC31高温钛合金组织与性能的影响
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作者 李鹤鹏 郭斌 +1 位作者 宗影影 单德彬 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-9,共9页
为改善激光熔化沉积TC31高温钛合金力学性能,本文通过光学显微镜、SEM、TEM和力学性能测试的方法研究了退火温度对合金中组织演化行为的影响,及其与合金室温和650℃高温力学性能的关系。结果表明:组织中初生α相含量随着退火温度升高而... 为改善激光熔化沉积TC31高温钛合金力学性能,本文通过光学显微镜、SEM、TEM和力学性能测试的方法研究了退火温度对合金中组织演化行为的影响,及其与合金室温和650℃高温力学性能的关系。结果表明:组织中初生α相含量随着退火温度升高而降低,其溶解主要发生在950℃以上,980℃退火后含量仅为29%。当退火温度超过930℃时,初生α相片层宽度明显增加。随着退火温度升高,α/β界面处析出的(Ti,Zr)6Si3相尺寸增加,且进入α相片层内部。合金在800~1000℃退火时,合金室温拉伸屈服强度随退火温度升高趋于降低。受相界面析出的硅化物聚合长大及α相片层尺寸增加等因素影响,合金高温屈服强度随退火温度升高先降低后增加。合金经过1000℃退火后,呈现良好的高温性能,其650℃下抗拉强度达657 MPa、屈服强度约为466 MPa、延伸率27%。 展开更多
关键词 高温钛合金 激光熔化沉积 组织与性能调控 高温性能 退火
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激光熔化沉积30CrNi2MoVA温度场数值模拟研究
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作者 丁鑫钰 李伟 +3 位作者 张煜杭 陈龙庆 王宗平 殷鸣 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第1期19-25,共7页
30CrNi2MoVA钢被广泛用于军工炮管制备,由于工作环境恶劣,其零件表面易出现磨损、裂纹等损伤,常采用激光熔化沉积技术(laser melting deposition,LMD)完成表面修复工作。LMD过程中的热行为决定了材料组织演变从而影响零件的表面质量及... 30CrNi2MoVA钢被广泛用于军工炮管制备,由于工作环境恶劣,其零件表面易出现磨损、裂纹等损伤,常采用激光熔化沉积技术(laser melting deposition,LMD)完成表面修复工作。LMD过程中的热行为决定了材料组织演变从而影响零件的表面质量及力学性能。基于ABAQUS搭建LMD过程30CrNi2MoVA钢的温度场有限元模型。研究LMD过程中温度场的分布以及加工工艺参数对温度场的影响,分析了薄壁件沉积过程中的热历史及传热特征,并设计了相关实验验证模型的适用性。结果表明:LMD温度场沿扫描方向呈对称分布,激光功率每增大100 W,熔池最高温度增加约40℃,扫描速度则相反。随着沉积层数上升,热积累效应增大,熔池峰值温度升高,冷却速度降低。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 30CrNi2MoVA钢 数值模拟 温度场
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压气机叶片激光熔化沉积修复的机器人路径自动规划和试验研究
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作者 梁旭峰 蔡振华 +4 位作者 刘琦 牟梓鑫 曾春年 牛少鹏 邓春明 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第13期119-126,共8页
针对航空发动机TC17高压压气机叶片服役损伤后的修复问题,本文基于工业机器人的激光熔化沉积路径生成策略,提出使用模型布尔运算来分析叶片损伤区域,并在RobotStudio离线编程软件中嵌入二次开发插件分别生成Zigzag轴向扫描、中心线偏移... 针对航空发动机TC17高压压气机叶片服役损伤后的修复问题,本文基于工业机器人的激光熔化沉积路径生成策略,提出使用模型布尔运算来分析叶片损伤区域,并在RobotStudio离线编程软件中嵌入二次开发插件分别生成Zigzag轴向扫描、中心线偏移扫描和边缘螺旋扫描路径。路径的仿真和沉积形貌分析表明,在设定扫描速度5 mm/s、沉积层厚度0.3 mm、搭接率50%时,中心线偏移扫描在95.97%时间内保持速度稳定,折返点处的速度下降幅度更小,同时沉积后表面高度接近0.3 mm,高度波动方差更小,保持了较高的平整度。此外,矩形平板区域的沉积模拟和试验表明,类似Zigzag扫描的连续路径可以显著降低成形表面的残余应力。 展开更多
关键词 压气机叶片 激光熔化沉积技术 工业机器人 模型布尔运算 路径规划
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激光熔化沉积TiC/TC4复合材料热-流行为及陶瓷颗粒分布状态
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作者 蔡绪康 王磊磊 +1 位作者 杨兴运 占小红 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期74-83,共10页
颗粒增强钛基复合材料在航空航天等领域具有广阔的应用前景,采用仿真与试验相结合的方法,对激光熔化沉积TiC/TC4复合材料过程中的热-流行为和沉积层中陶瓷颗粒的分布状态进行了研究.结果表明,工艺参数对熔池的热-流行为及沉积层形貌具... 颗粒增强钛基复合材料在航空航天等领域具有广阔的应用前景,采用仿真与试验相结合的方法,对激光熔化沉积TiC/TC4复合材料过程中的热-流行为和沉积层中陶瓷颗粒的分布状态进行了研究.结果表明,工艺参数对熔池的热-流行为及沉积层形貌具有显著的影响,熔池表面的流体流动呈波纹状,熔融金属从熔池中心向四周流动;熔池底部等温面上熔融金属从四周流向熔池底部,并出现漩涡现象.在激光熔化沉积过程中,TiC颗粒穿透熔池表面的Marangoni对流区,在熔池中与流体交互作用,最终在沉积层中出现沉积层中上方部位团聚、沉积层中下方部位团聚、沉积层中均匀分布等分布状态. 展开更多
关键词 激光熔化沉积 TC4钛合金 复合材料 热-流行为 颗粒分布
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大型钛合金构件激光熔化沉积制造过程残余应力诱发开裂机理研究
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作者 谢勇 张文奇 +5 位作者 武致军 严振宇 彭深沉 黄鹏 郭宁 周庆军 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第15期55-64,共10页
残余应力诱发开裂问题仍是限制大型构件激光熔化沉积工业化应用的一大瓶颈。因此,探究激光熔化沉积大型复杂构件残余应力的演化规律,以及残余应力诱发裂纹萌生和扩展的微观组织相关性具有重要意义。通过对大型钛合金构件开裂断口形貌分... 残余应力诱发开裂问题仍是限制大型构件激光熔化沉积工业化应用的一大瓶颈。因此,探究激光熔化沉积大型复杂构件残余应力的演化规律,以及残余应力诱发裂纹萌生和扩展的微观组织相关性具有重要意义。通过对大型钛合金构件开裂断口形貌分析及宏观热-力耦合有限元计算,首次发现激光熔化沉积过程独特的热应力三阶段非对称循环加载模式,即稳定循环-突增加载阶段、非线性循环加载阶段及线性循环加载阶段。以热-力耦合计算得到的残余应力为输入,采用耦合损伤的晶体塑性计算研究了3种热应力加载模式对激光熔化沉积特有的网篮组织的破坏程度,发现线性循环加载模式对网篮组织破坏性最大,稳定循环-突增加载模式破坏性次之,非线性循环加载模式破坏性最小。这种热应力加载模式、断口形貌及微观组织分析进一步表明,残余应力诱发开裂现象是由过大的热应力累积、零件的几何特征、热应力加载模式及成形缺陷等多因素协同控制的,而非单一因素影响,这也为从适时消除应力、优化零件结构及工艺参数、减少和抑制缺陷产生等方面系统化控制开裂问题提供了方向。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 TC11钛合金 残余应力 裂纹扩展 晶体塑性
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特种设备用激光熔化沉积钛合金构件的超声检测
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作者 马朝阳 刘竞雄 +1 位作者 崔旭东 李文涛 《无损检测》 CAS 2024年第7期34-40,共7页
特种设备行业对激光熔化沉积钛合金构件的承压能力、安全性能具有较高要求。由于激光熔化沉积的特殊制造工艺,成型的材料具有较高的多晶散射和衰减特性,严重影响了检测信号的信噪比。针对这一问题,提出了一种基于归一化互相关的超声回... 特种设备行业对激光熔化沉积钛合金构件的承压能力、安全性能具有较高要求。由于激光熔化沉积的特殊制造工艺,成型的材料具有较高的多晶散射和衰减特性,严重影响了检测信号的信噪比。针对这一问题,提出了一种基于归一化互相关的超声回波信号处理方法。根据参考信号的互相关系数对超声波全波数据进行归一化和重建,以抑制噪声并提取大深度的弱回波信号。针对预埋缺陷的TC11钛合金试件进行了超声水浸C扫描试验,用归一化互相关方法处理收集到的回波信号,并对底部和缺陷回波进行成像。试验结果表明,归一化互相关方法可以提高传统单声道超声检测方法对大厚度和复杂声学特性的钛合金部件的检测能力。 展开更多
关键词 超声检测 特种设备 激光熔化沉积 归一化互相关 TC11钛合金
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激光熔化沉积Al-12Si合金成形工艺研究
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作者 董玉海 马盼 +5 位作者 杨植禄 付光义 谢凯强 蒋林材 王仁宪 王伟 《轻工机械》 CAS 2024年第4期89-94,共6页
为了满足结构件的一体式、轻量级以及专属定制的要求,笔者对激光熔化沉积(laser metal deposition,LMD)成形Al-12Si合金激光工艺参数进行了摸索,优化激光成形参数;在此基础之上,开展激光熔化沉积成形实验,通过金相分析、扫描电子显微镜(... 为了满足结构件的一体式、轻量级以及专属定制的要求,笔者对激光熔化沉积(laser metal deposition,LMD)成形Al-12Si合金激光工艺参数进行了摸索,优化激光成形参数;在此基础之上,开展激光熔化沉积成形实验,通过金相分析、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)等表征手段对激光熔化沉积制备Al-12Si合金显微组织进行表征。结果表明:在激光功率700~800 W、激光扫描速度为300~360 mm/min的工艺参数下能够获得高度致密的Al-12Si合金。激光熔化沉积Al-12Si合金成形工艺的研究旨在克服传统制造方式的局限性,通过科学的方法优化工艺参数并改善成形质量,最终获得高质量且性能优异的Al-12Si合金部件。 展开更多
关键词 激光增材制造 激光熔化沉积 Al-12Si 成形工艺 一体式结构件 轻量化
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激光熔化沉积H13钢微观组织及力学性能研究
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作者 高军民 侯小华 +2 位作者 王果 梁华耀 赵海东 《铸造技术》 CAS 2024年第6期574-584,共11页
激光熔化沉积技术在模具修复行业有着巨大应用前景,而沉积部件的微观组织和力学性能随激光参数变化的规律对模具修复工艺窗口的选择具有重要意义。采用激光熔化沉积技术制备了H13钢,研究了不同激光功率和扫描速度下H13钢沉积层微观组织... 激光熔化沉积技术在模具修复行业有着巨大应用前景,而沉积部件的微观组织和力学性能随激光参数变化的规律对模具修复工艺窗口的选择具有重要意义。采用激光熔化沉积技术制备了H13钢,研究了不同激光功率和扫描速度下H13钢沉积层微观组织演变及其对力学性能的影响。结果表明,激光功率一定时,随着扫描速度由400 mm/min增加到600 mm/min,马氏体尺寸细化,含量增加,沉积层的硬度提高约3%、塑性降低约1%,而强度先增加后减少;缺陷增多导致其与基体的结合强度下降约20%。扫描速度一定时,随着激光功率由1800 W增加到2200 W,马氏体尺寸增大、含量减少,沉积层硬度降低约5%,强度和塑性分别提高约34%和2%;同时缺陷减少使得结合强度提高约58%。 展开更多
关键词 H13钢 激光熔化沉积 微观组织 力学性能
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超声振动对激光熔化沉积GH3536高温合金摩擦磨损性能的影响
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作者 王晓东 刘奋成 +2 位作者 吕诗劼 裘成 刘丰刚 《金属加工(热加工)》 2024年第8期25-30,共6页
采用超声振动辅助激光熔化沉积GH3536高温合金,并对增材制造样品的微观组织和摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:激光熔化沉积GH3536高温合金组织为粗大的柱状晶,平均晶粒宽度约180μm,施加超声振动后,柱状晶转变为等轴晶,平均晶粒尺寸... 采用超声振动辅助激光熔化沉积GH3536高温合金,并对增材制造样品的微观组织和摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:激光熔化沉积GH3536高温合金组织为粗大的柱状晶,平均晶粒宽度约180μm,施加超声振动后,柱状晶转变为等轴晶,平均晶粒尺寸下降到78μm。施加超声振动后,试样的平均摩擦系数由8.41降至8.17,磨损率由6.37×10^(-7)cm^(3)/(N∙m)降至4.25×10^(-7)cm^(3)/(N∙m),磨痕宽度由1122.81μm降至1003.21μm,磨痕深度由21.81μm降至19.71μm。。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 超声振动 GH3536高温合金 微观组织 摩擦磨损性能
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DZ125合金表面激光熔化沉积Tribaloy T-800/WC复合涂层的显微组织和力学性能
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作者 徐效文 卞宏友 +2 位作者 刘伟军 邢飞 王蔚 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期162-175,共14页
目的提高锯齿冠的表面耐磨性能,延长涡轮叶片的使用寿命。方法采用激光熔化沉积技术在DZ125合金表面制备T-800合金涂层和T-800/WC(5%)复合涂层,重点分析涂层的宏观形貌、物相组成、显微组织、硬度以及摩擦磨损性能。结果T-800合金涂层和... 目的提高锯齿冠的表面耐磨性能,延长涡轮叶片的使用寿命。方法采用激光熔化沉积技术在DZ125合金表面制备T-800合金涂层和T-800/WC(5%)复合涂层,重点分析涂层的宏观形貌、物相组成、显微组织、硬度以及摩擦磨损性能。结果T-800合金涂层和T-800/WC复合涂层内部均不存在裂纹。与T-800合金涂层相比,T-800/WC复合涂层的高度增加,稀释率降低。T-800合金涂层物相主要包括面心立方结构Co相和Laves相(Co3Mo2Si),T-800/WC复合涂层中额外存在WC相、W2C相、Co6Mo6C相。T-800合金涂层和T-800/WC复合涂层的组织主要为平面晶、“花状”Laves相、粗大Laves相以及共晶组织。T-800合金涂层的平均显微硬度和摩擦因数分别为630HV0.5、0.42,WC的加入使得涂层性能得到提升,T-800/WC复合涂层的平均显微硬度和摩擦因数分别为697HV0.5、0.37。添加WC后,T-800合金涂层磨损机理由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损。结论WC的添加促进了涂层晶粒细化和Laves相的析出,使得涂层的硬度和耐磨性得到提升。 展开更多
关键词 DZ125合金 T-800合金 复合涂层 显微组织 激光熔化沉积
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激光熔化沉积钛合金-高熵合金梯度材料组织演变研究
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作者 程宗辉 陈云鹏 +2 位作者 舒送 蔡绪康 王磊磊 《精密成形工程》 北大核心 2024年第4期129-137,共9页
目的研究钛合金-高熵合金梯度材料不同位置沉积层的微观组织形貌及力学性能演变规律。方法采用激光熔化沉积的工艺制备了钛合金-高熵合金梯度材料,并建立了有限元仿真模型来辅助分析。研究对象为TA15基板上单道多层的梯度沉积层,在设计... 目的研究钛合金-高熵合金梯度材料不同位置沉积层的微观组织形貌及力学性能演变规律。方法采用激光熔化沉积的工艺制备了钛合金-高熵合金梯度材料,并建立了有限元仿真模型来辅助分析。研究对象为TA15基板上单道多层的梯度沉积层,在设计梯度材料成分时,相邻梯度的材料比例变化量为10%(质量分数),TA15钛合金的质量分数由100%逐渐降低至0%,AlNbTiVZr的质量分数逐渐增大。基于实验对有限元模型进行了一定程度的简化处理,通过热物性参数计算软件和经验公式获取了梯度成分材料的热物性参数,进行了单层单道激光熔化沉积实验以完成热源校核,在与实验相同的工艺参数下计算了温度场并进行了分析。结果在一层一冷的冷却策略下,多层沉积仍存在一定的热累积现象,沉积15层后,沉积层中部的温度峰值基本保持在2489℃,根据循环曲线,沉积层中部的重熔范围超过1/2。结论随着高熵合金含量的增加,组织由细小等轴晶、胞状晶和柱状晶转变为多边形晶粒,V、Nb等β稳定元素的增加和Al等α稳定元素的减少抑制了组织中针状α相的形成,V、Nb等元素在晶界产生了明显偏析现象并逐渐增多,抑制了晶粒生长且增强了细晶强化作用,显微硬度随之增大。 展开更多
关键词 梯度材料 激光熔化沉积 钛合金 高熵合金 微观组织
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激光熔化沉积制造翅片热管管壳
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作者 王秋林 李明富 +2 位作者 门正兴 李勇 张宏 《热加工工艺》 北大核心 2023年第13期127-130,135,共5页
为了提高核电热管的散热效率,采用激光熔化沉积技术在316热管的冷凝段管壳上制造了316散热翅片。用扫描电镜(SEM)观察了热管及翅片的显微组织,用能谱仪(EDS)进行元素分析,并测试了显微硬度和散热性。结果表明,激光熔化沉积的316翅片外... 为了提高核电热管的散热效率,采用激光熔化沉积技术在316热管的冷凝段管壳上制造了316散热翅片。用扫描电镜(SEM)观察了热管及翅片的显微组织,用能谱仪(EDS)进行元素分析,并测试了显微硬度和散热性。结果表明,激光熔化沉积的316翅片外形精度符合要求;翅片的平均硬度为280.92 HV0.5,比不锈钢管的平均硬度(209.9HV0.5)高33.8%,且硬度均匀性好;翅片热管的低温效率提高了16.7%,高温散热效率提高了32.9%。翅片晶粒主要有2种结构:等轴晶粒,柱状或枝晶状晶粒;翅片硬度提高的主要原因是细晶强化和位错强化;基材与翅片之间、翅片每层之间结合良好,精度高,是热交换量增大的保证。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 翅片热管管壳 显微组织 硬度 散热性
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激光熔化沉积稀释率对重熔行为与致密度的影响
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作者 段成红 池瀚林 +1 位作者 罗翔鹏 宫鹏杰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期151-158,共8页
由于激光熔化沉积(Laser melting deposition,LMD)制造的零件存在气孔、熔合不良、微裂纹、杂质等固有缺陷,其疲劳力学性能一般低于传统工艺制造的零件。为了减少LMD零件中的缺陷,研究激光熔化沉积过程中缺陷形成与控制机理是十分必要... 由于激光熔化沉积(Laser melting deposition,LMD)制造的零件存在气孔、熔合不良、微裂纹、杂质等固有缺陷,其疲劳力学性能一般低于传统工艺制造的零件。为了减少LMD零件中的缺陷,研究激光熔化沉积过程中缺陷形成与控制机理是十分必要的。本研究利用三维有限元模拟结合显微观察法分析阐明了激光熔化沉积过程中单道稀释率对重熔行为与沉积零件致密度的影响。首先测量了不同工艺参数下LMD零件的致密度,建立了单道沉积面能量密度与零件致密度的拟合曲线;然后研究了工艺参数对单道沉积几何特征的影响规律,以及单道沉积稀释率对零件沉积过程中重熔行为的影响;最后建立了单道沉积稀释率与零件致密度的拟合曲线,并发现其拟合度更高。本研究对激光熔化沉积过程中零件致密度控制具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 致密度 激光熔化沉积(LMD) 稀释率 重熔行为
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激光熔化沉积原位制备三维网状Ti6Al4V基复合材料的组织与力学性能 被引量:6
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作者 刘化强 王治涵 +3 位作者 冯姝慧 方旻翰 韩远飞 吕维洁 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期372-385,共14页
基于激光熔化沉积的快速熔化/凝固原理,在Ti6Al4V基体内原位自生出一种准连续网状组织结构,分别合成相同体积分数增强体增强的(TiB+TiC)/Ti6Al4V、Ti_(5)Si_(3)+TiC)/Ti6Al4V和TiC/Ti6Al4V三类钛基复合材料,对比分析基体和复合材料的显... 基于激光熔化沉积的快速熔化/凝固原理,在Ti6Al4V基体内原位自生出一种准连续网状组织结构,分别合成相同体积分数增强体增强的(TiB+TiC)/Ti6Al4V、Ti_(5)Si_(3)+TiC)/Ti6Al4V和TiC/Ti6Al4V三类钛基复合材料,对比分析基体和复合材料的显微组织、硬度和拉伸性能。结果表明:基体合金和复合材料组织均出现大小不一的柱状晶和等轴晶,晶内分布有板条状α相;(TiB+TiC)/Ti6Al4V材料的增强体分布在晶界,形成三维准连续网状结构;在Ti 5Si_(3)和TiC增强的钛基复合材料中,多元增强体细化晶粒,大幅度提高了复合材料的硬度和拉伸性能;(TiB+TiC)/Ti6Al4V材料的硬度、屈服强度和抗拉强度较基体分别提高了10.7%、21.8%、16.1%,但其伸长率较低,断口表现为脆性断裂;Ti_(5)Si_(3)+TiC)/Ti6Al4V材料的抗拉强度和伸长率分别为1163.6 MPa和8.33%,呈现出优异的强塑性匹配。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 钛基复合材料 准连续网状结构 微观组织 力学性能
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激光熔化沉积Cu-Fe合金的液相分离组织及力学性能研究 被引量:1
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作者 赵玲 胡立威 +1 位作者 王斗 刘学 《铜业工程》 CAS 2023年第2期44-49,共6页
难混溶合金由于亚稳难混溶间隙的存在,在制备过程中极易产生偏析甚至分层现象,严重影响材料的使用性能。激光熔化沉积小熔池无宏观偏析的特点,为制备均质难混溶合金提供了潜在途径。本文选取典型难混溶Cu-Fe合金作为研究对象,采用激光... 难混溶合金由于亚稳难混溶间隙的存在,在制备过程中极易产生偏析甚至分层现象,严重影响材料的使用性能。激光熔化沉积小熔池无宏观偏析的特点,为制备均质难混溶合金提供了潜在途径。本文选取典型难混溶Cu-Fe合金作为研究对象,采用激光熔化沉积制备了薄壁状Cu_(35)Fe_(65)难混溶合金,研究了合金的物相组成、微观组织形貌与力学性能。结果表明:合金由体心立方(bcc)结构的α-Fe相与面心立方(fcc)结构的Cu相组成;合金呈现典型的液相分离形貌,由网络状Cu相与块状α-Fe相构成,α-Fe相平均直径为8μm;合金屈服强度为397 MPa,抗拉强度为484 MPa,延伸率为16.5%,断裂方式主要为韧性断裂;合金的导电率为19%IACS,较高的α-Fe相体积分数可能是影响合金电阻率的主要因素。本研究表明,激光熔化沉积技术有望成为高性能难混溶合金的有效制备方式。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 CU-FE合金 相分离 力学性能 导电率
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热处理对激光熔化沉积18Ni300马氏体时效钢微观组织和力学性能的影响
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作者 郑步云 陈鑫 +1 位作者 雷剑波 王天琪 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期388-398,共11页
目的提高18Ni300马氏体时效钢在工业应用中的力学性能,研究不同热处理对激光熔覆制备18Ni300合金的影响。方法采用固溶处理(840℃/1 h)和固溶处理(840℃/1 h)+时效处理(490℃/6 h)2种热处理方法,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉伸... 目的提高18Ni300马氏体时效钢在工业应用中的力学性能,研究不同热处理对激光熔覆制备18Ni300合金的影响。方法采用固溶处理(840℃/1 h)和固溶处理(840℃/1 h)+时效处理(490℃/6 h)2种热处理方法,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉伸试验机对激光熔化沉积(LMD)制备18Ni300合金的微观组织、力学性能进行研究,根据不同处理方法下的拉伸断口形貌、性能表征及元素偏析行为,分析热处理对力学性能的影响。结果经固溶处理后,熔池边界消失,在高温保温过程中杂质相与合金元素充分溶解在奥氏体中,冷却后形成了均匀的马氏体组织,与沉积态相比,抗拉强度由662.1 MPa变为611.5 MPa,降低了约7.64%,伸长率由12.328%变为13.832%,提升了约12.20%;经固溶+时效处理后枝晶形貌基本消失,各元素分布均匀,并在基体中弥散分布着Ni_(3)Mo、Ni_(3)Ti型第二相沉淀,抗拉强度达到1404.6 MPa,提升了约112.14%,伸长率为7.80%,降低了约36.72%,在断口中观察到亚微米级第二相沉淀呈球状或颗粒状,并大量分布于枝晶间。结论沉积态18Ni300合金主要由马氏体和少量奥氏体组成,致密度良好,拉伸性能表现为强度较低但塑性良好;经固溶处理后,物相均由马氏体组成,元素分布均匀,抗拉强度略微下降,塑性提升;固溶+时效处理对合金起到了弥散强化的作用,抗拉强度大幅提升,塑性显著减弱。在热处理前后试样的断裂机制均属于韧性断裂,第二相弥散强化为热处理后合金力学性能提升的主要原因。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 马氏体时效钢 热处理 微观组织 力学性能
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