检索结果-内蒙古大学图书馆

热加工工艺 2023年第13期52卷 52-56页

作者：王岳亮钟永华李福海马文有卢冰文李艳辉张欣悦刘敏姜慧广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室现代材料表面工程技术国家工程实验室广东广州510650 中信工程设计建设有限公司湖北武汉430000

利用激光熔覆沉积(LCD)增材制造技术成功制备了H13钢,表征了其物相和显微组织,同时对比分析了LCD成型H13钢与铸造H13钢的硬度、耐磨性、拉伸性能和断口形貌。结果表明,LCD成型H13钢低倍下纵截面组织形貌呈鱼鳞状分布,熔道搭接界面处为... 详细信息

利用激光熔覆沉积(LCD)增材制造技术成功制备了H13钢,表征了其物相和显微组织,同时对比分析了LCD成型H13钢与铸造H13钢的硬度、耐磨性、拉伸性能和断口形貌。结果表明,LCD成型H13钢低倍下纵截面组织形貌呈鱼鳞状分布,熔道搭接界面处为较粗大的柱状晶组织,熔道中部组织沿热源逆向生长,呈细小枝晶分布,LCD成型H13钢主要组织为针状马氏体、残余奥氏体以及少量碳化物;LCD成型H13钢的平均显微硬度是铸造H13材料的2.76倍,达到652.5 HV0.2,耐磨性能相比铸造H13钢提升至1.5倍以上。LCD成型H13钢的抗拉强度明显高于铸造H13钢的,达到1670.7 MPa,伸长率却显著降低,拉伸断口呈明显的脆性断裂特征。

关键词：激光熔覆沉积 H13钢增材制造耐磨性拉伸性能

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硼含量对激光熔覆沉积TC4钛合金显微组织与力学性能影响

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稀有金属材料与工程 2022年第10期51卷 3777-3784页

作者：姜沐池任德春蔡雨升赵晓彧吉海宾雷家峰杨锐中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110016

基于航空航天领域对高比强度、耐高温以及耐磨损钛合金材料的迫切需求,采用激光熔覆沉积(laser cladding deposition,LCD)技术制备出含硼(B)的TC4钛合金复合材料,并研究了B元素含量对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着B元素含... 详细信息

基于航空航天领域对高比强度、耐高温以及耐磨损钛合金材料的迫切需求,采用激光熔覆沉积(laser cladding deposition,LCD)技术制备出含硼(B)的TC4钛合金复合材料,并研究了B元素含量对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着B元素含量增加,可以显著降低LCD成形TC4钛合金的晶粒尺寸,其晶粒尺寸从1294μm降低至28.6μm,在硼元素作用下也逐渐弱化了LCD技术导致的柱状晶现象;当B含量较低时,TC4钛合金LCD成形过程中生成的TiB主要在原始β晶界处富集,随着B元素含量增加,针状TiB逐渐在晶粒内部析出。在LCD成形TC4钛合金复合材料性能方面,随着B含量增加,合金的硬度与强度也逐渐增大,显微硬度(HV)从3067.4 MPa增大至3512.8 MPa,抗拉强度由848 MPa增加至1119.5 MPa,提升了32.02%。

关键词：激光熔覆沉积 TC4钛合金显微组织力学性能

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激光熔覆沉积Inconel 718合金切向微动磨损特性研究

激光熔覆沉积Inconel 718合金切向微动磨损特性研究

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作者：李德香五邑大学

学位级别：硕士

随着增材制造技术的发展,激光熔覆沉积技术由于其可选择性局部细微修复、熔覆质量高、成本和能源消耗小等优点,在航空航天修复领域得到广泛应用,并迅速成为改变航空航天领域传统零件制造方式的战略技术。在航空领域中,航空发动机零部件... 详细信息

随着增材制造技术的发展,激光熔覆沉积技术由于其可选择性局部细微修复、熔覆质量高、成本和能源消耗小等优点,在航空航天修复领域得到广泛应用,并迅速成为改变航空航天领域传统零件制造方式的战略技术。在航空领域中,航空发动机零部件的微动损伤直接影响飞行器的运行安全。作为航空发动机动力能源装置的关键部件镍基高温叶片,长期在极端的环境中工作,极易出现微动磨损,导致裂纹萌生和扩展,致使叶片出现断裂失效现象。这大大降低了在役飞行部件的安全性,并对飞行器构成严重的安全问题。因此,探讨激光熔覆沉积镍基合金的微动磨损特性,对修复后的航空发动机的安全服役具有重要意义。本文选择了激光熔覆沉积技术制备的Inconel 718合金作为研究对象。利用自主研制的多功能复合微动磨损试验机,在球-平面的点接触模式下进行切向微动磨损试验,揭示了激光熔覆沉积制备的Inconel 718合金在不同微动因素下的微动磨损特性。得到的主要结果如下:（1）在不同微动位移和载荷下的试验结果发现,当位移幅值不变时,法向载荷从F_n=10N增大到F_n=50N,微动运行状态由完全滑移（GSR）转变成混合滑移（MSR）,材料的磨损损伤逐渐加剧。当法向载荷不变时,随着位移幅值从D=100μm增加到D=200μm,微动损伤区域增大。试样损伤的演变规律主要表现为初始较大的剥层和块状磨屑的出现,然后伴随着裂纹的萌生和扩展,块状磨屑的剥落并碎化,最终形成大量细小磨屑,其主要的磨损机制为疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损。（2）在不同试验温度下的试验结果发现,在位移幅值D=15μm时,微动处于部分滑移状态（PSR）。随着试验温度的升高,微动磨损的机理主要从弹塑性变形、磨粒磨损到疲劳剥落、粘着磨损和氧化磨损,材料的磨损损伤也随之增加。在位移幅值D=100μm,微动运行状态受试验温度的影响。随着试验温度的升高,微动运行状态从GSR变为MSR。在高温下,在接触区形成具有减缓摩擦损伤效果的粘附层,减缓了材料的微动磨损损伤。（3）在不同循环次数下试验结果发现,在常温下（RT）,随着循环次数的增大,微动运行状态从MSR逐渐转变为GSR。磨损表面出现大量分层和疲劳裂纹,材料的磨损损伤逐渐加剧。微动磨损过程中的损伤以材料表面疲劳开裂或剥落为主,表面氧化损伤、塑性变形和热变形为辅。在T=400℃高温下,微动运行状态为MSR。随着循环次数的增加,高温下的微动会导致材料的摩擦氧化和塑性变形。接触区表现出严重的塑性变形和磨损碎屑的相互粘附现象。

关键词：激光熔覆沉积 Inconel718合金切向微动磨损磨损特性磨损机制

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激光熔覆沉积含硼TC4钛合金力学性能的各向异性

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中国激光 2019年第12期46卷 109-116页

作者：霍浩梁朝阳张安峰张晓星张金智王豫跃西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710054 中国人民解放军63850部队吉林白城137000 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

针对激光熔覆沉积TC4钛合金力学性能较低,不能达到锻件标准且力学性能各向异性较大的问题,通过机械搅拌预制不同硼含量的TC4粉体,使用预制粉体进行激光熔覆沉积实验,以达到调控微观组织、提高综合力学性能的目的。结果表明:当硼质量分数... 详细信息

针对激光熔覆沉积TC4钛合金力学性能较低,不能达到锻件标准且力学性能各向异性较大的问题,通过机械搅拌预制不同硼含量的TC4粉体,使用预制粉体进行激光熔覆沉积实验,以达到调控微观组织、提高综合力学性能的目的。结果表明:当硼质量分数为0.050%时,沉积态TC4钛合金的力学性能均超过锻件标准,屈服强度和抗拉强度分别为1049 MPa和1136 MPa,延伸率和断面收缩率分别达到11.50%和33.5%,但塑性各向异性高达30%以上;经过950℃×1 h/空冷+500℃×4 h/空冷固溶时效热处理后,综合力学性能进一步提高,在保证强度的同时,延伸率和断面收缩率分别达到16.70%和37.3%,且各向异性小于5%。

关键词：激光技术各向异性钛合金激光熔覆沉积硼微观组织

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元素添加方式对激光熔覆沉积Ti-25V-15Cr成形性的影响

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表面技术 2019年第5期48卷 116-122页

作者：胡腾腾张凤英邱莹王坤王刚杨二凯长安大学材料学院西安710064

目的以阻燃钛合金Ti-25V-15Cr为研究对象,主要研究V、Cr元素粉末的添加方式对激光熔覆沉积Ti-25V-15Cr合金的显微组织及成形性的影响。方法分别以经过粘结包覆Ti(150mm)+V(15mm)+Cr(15mm)、直接混合Ti(150mm)+V(15mm)+Cr(15mm)以及直接... 详细信息

目的以阻燃钛合金Ti-25V-15Cr为研究对象,主要研究V、Cr元素粉末的添加方式对激光熔覆沉积Ti-25V-15Cr合金的显微组织及成形性的影响。方法分别以经过粘结包覆Ti(150mm)+V(15mm)+Cr(15mm)、直接混合Ti(150mm)+V(15mm)+Cr(15mm)以及直接混合Ti(150mm)+V(100mm)+Cr(150mm)的元素混合粉末为原料,进行激光熔覆沉积实验,对沉积试样的高度、宽度以及显微组织特征进行研究。结果以粘结包覆Ti(150mm)+V(15mm)+Cr(15mm)和直接混合Ti(150mm)+V(100mm)+Cr(150mm)为原料获得的沉积试样,其沉积效率显著高于直接混合Ti(150mm)+V(15mm)+Cr(15mm)为原料的沉积试样,且沉积试样组织由相对细小的等轴晶和类等轴晶组成,而直接混合Ti(150mm)+V(15mm)+Cr(15mm)为原料的试样组织主要由外延生长的柱状晶组成。结论以粘结包覆Ti(150mm)+V(15mm)+Cr(15mm)为原材料时,在提高沉积效率的同时能够一定程度上细化晶粒。该方法对激光熔覆沉积材料的成形性、成分均匀性及显微组织具有显著影响。

关键词：激光熔覆沉积 Ti-25V-15Cr 粘结剂包覆法显微组织成形性沉积效率

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感应加热辅助变质剂硼细化激光熔覆沉积TC4晶粒的研究

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中国激光 2018年第7期45卷 47-53页

作者：梁朝阳张安峰李丽君王豫跃张金智王宏西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

通过在TC4粉末中加入变质剂B,进行了激光熔覆沉积实验。在沉积过程中引入了感应加热,研究了不同工艺条件下TC4熔覆层显微组织的变化。结果表明,当变质剂B和感应加热同时作用时,TC4熔覆层的晶粒细小且分布均匀、无明显β柱状晶,微观组织... 详细信息

通过在TC4粉末中加入变质剂B,进行了激光熔覆沉积实验。在沉积过程中引入了感应加热,研究了不同工艺条件下TC4熔覆层显微组织的变化。结果表明,当变质剂B和感应加热同时作用时,TC4熔覆层的晶粒细小且分布均匀、无明显β柱状晶,微观组织呈典型的网篮组织。当感应加热温度为900℃,B的质量分数分别为0.1%,0.05%和0.025%时,TC4熔覆层的组织由大量片状α相和少量初生α相组成,晶粒的长度为11~18μm,宽度为4.40~6.90μm。

关键词：激光技术激光熔覆沉积晶粒大小感应加热变质剂

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感应加热辅助Si细化激光熔覆沉积TC4晶粒的研究

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中国激光 2018年第6期45卷 77-82页

作者：李丽君王豫跃张安峰梁朝阳李青宇张金智张晓星西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049

在TC4粉末中加入不同含量的Si粉末进行激光熔覆沉积试验,研究了感应加热对试样微观组织的影响。结果表明,在没有引入感应加热的沉积态试样中,Si能够有效地细化柱状晶,柱状晶宽度由285.5μm减小至12.1μm。引入感应加热后,试样中柱状晶... 详细信息

在TC4粉末中加入不同含量的Si粉末进行激光熔覆沉积试验,研究了感应加热对试样微观组织的影响。结果表明,在没有引入感应加热的沉积态试样中,Si能够有效地细化柱状晶,柱状晶宽度由285.5μm减小至12.1μm。引入感应加热后,试样中柱状晶的宽度未变,但沉积方向上的部分柱状晶被打断,没有形成贯穿生长;晶内组织为α集束,且α片层上析出无规则呈弥散分布的硅化物。

关键词：激光技术激光熔覆沉积感应加热 TC4 柱状晶

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TC4表面激光熔覆沉积Ti40阻燃钛合金的工艺研究

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热加工工艺 2018年第4期47卷 1-7页

作者：张凤英张哲辉邱莹梅敏杨蒙胡腾腾长安大学材料科学与工程学院

采用半导体激光熔覆沉积,在传统TC4钛合金表面熔覆沉积Ti40合金。研究了激光熔覆沉积工艺对单道单层沉积层的几何尺寸、成分及显微硬度的影响,优化了激光熔覆沉积工艺。结果表明：随着激光功率的提高以及扫描速率的降低,熔覆层、重熔区... 详细信息

采用半导体激光熔覆沉积,在传统TC4钛合金表面熔覆沉积Ti40合金。研究了激光熔覆沉积工艺对单道单层沉积层的几何尺寸、成分及显微硬度的影响,优化了激光熔覆沉积工艺。结果表明：随着激光功率的提高以及扫描速率的降低,熔覆层、重熔区以及热影响区尺寸均有所增加;随着送粉率的提高,熔覆层尺寸有所增加,而重熔区、热影响区尺寸均随送粉率的提高先提高而后降低。在各工艺条件下,热影响区硬度均显著高于基体区以及重熔区和熔覆层;激光功率1800～2700 W、扫描速率10 mm/s、送粉率11 g/min以及激光功率2400 W、扫描速率10 mm/s、送粉率8～17g/min时,均获得了成分、硬度分布均匀的重熔区和熔覆层,表明在以上工艺条件下,熔池内对流充分,基材与熔覆Ti40材料充分混合以及合金化。

关键词：钛合金激光熔覆沉积阻燃合金成分硬度

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激光熔覆沉积成形NbMoTaTi难熔高熵合金的组织与强度研究

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航空制造技术 2018年第10期61卷 61-67页

作者：李青宇李涤尘张航张安峰梁景怡王兴理想闫浩祺西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

通过激光熔覆沉积技术制备应用于航空航天工业的Nb Mo Ta Ti难熔高熵合金材料,通过X射线衍射判断出成形的合金晶体结构为体心立方的单相固溶体结构。高熵合金晶粒尺寸大多在2～12μm之间;平均显微硬度为397.6HV,室温抗压强度为1301.83MP... 详细信息

通过激光熔覆沉积技术制备应用于航空航天工业的Nb Mo Ta Ti难熔高熵合金材料,通过X射线衍射判断出成形的合金晶体结构为体心立方的单相固溶体结构。高熵合金晶粒尺寸大多在2～12μm之间;平均显微硬度为397.6HV,室温抗压强度为1301.83MPa,1000℃高温抗压强度只达到347.28MPa,其原因可能与激光熔覆沉积成形Nb Mo Ta Ti高熵合金的过程中产生的气孔、未熔化/不完全熔化的Ta粉末粒子和裂纹有关,需进一步研究。

关键词：激光熔覆沉积高熵合金单相固溶体高温压缩强度裂纹

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TC4表面激光熔覆沉积Ti40阻燃钛合金组织及力学性能

TC4表面激光熔覆沉积Ti40阻燃钛合金组织及力学性能

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作者：张哲辉长安大学

学位级别：硕士

钛及钛合金因具有比强度高、耐高温、耐腐蚀等一系列优良特性,在航空航天领域被广泛使用。然而,常规钛合金作为航空结构件在苛刻使用环境中易发生“钛火”故障,钛合金的阻燃问题已成为航空工业中一项亟待解决的关键问题。为降低“钛火... 详细信息

钛及钛合金因具有比强度高、耐高温、耐腐蚀等一系列优良特性,在航空航天领域被广泛使用。然而,常规钛合金作为航空结构件在苛刻使用环境中易发生“钛火”故障,钛合金的阻燃问题已成为航空工业中一项亟待解决的关键问题。为降低“钛火”对航空结构件的影响,提高飞机运行的安全性,研制整体阻燃钛合金是一条可行的技术途径。目前,研究最成熟的阻燃钛合金为Ti-V-Cr系阻燃钛合金,然而,由于Ti-V-Cr系阻燃钛合金中成本昂贵、高比重的V元素含量高,不仅大幅度提高了阻燃钛合金的制备成本,同时又导致阻燃钛合金整体的比强度降低,锻造时的变形抗力过大,加工困难。因此,迫切需要寻求低成本的阻燃钛合金制备及加工技术。基于此,本文采用激光熔覆沉积技术,在锻件TC4基体表面熔覆沉积Ti40阻燃钛合金,目的在于保持锻件TC4良好综合性能的前提下,提高常规钛合金表面抗燃烧性能。首先,研究了激光熔覆沉积工艺参数对锻件TC4基体表面单道单层沉积Ti40阻燃合金各区域几何尺寸和硬度分布的影响规律;其次,针对锻件TC4基体表面多层沉积Ti40阻燃合金,研究了从基体至Ti40沉积区各区域组织特征及硬度分布;最后,表征了激光熔覆沉积试样垂直和平行于熔覆界面方向的室温拉伸性能,并基于两种拉伸方向上的试样断口形貌分析,揭示其断裂机理。论文取得的主要研究结论如下:1.采用半导体激光熔覆沉积技术,在锻件TC4基体表面熔覆沉积单道单层Ti40阻燃钛合金,研究沉积工艺参数对沉积试样冶金质量的影响。结果表明,在激光功率为1800～2700 W,扫描速度为10～20 mm/s,送粉率8～17 g/min范围内,单道单层沉积试样冶金质量良好,未出现气孔、裂纹、未熔粉等冶金缺陷。单道单层沉积试样从熔覆层顶部至基体可分为熔覆层、重熔区、热影响区和基体区。2.研究了沉积工艺参数(激光功率、扫描速度和送粉率)对单道单层沉积试样各区域几何尺寸、成分分布及显微硬度的影响规律。研究表明:随着激光功率的提高以及扫描速度的降低,熔覆层、重熔区以及热影响区尺寸均有所增加;随着送粉率的提高,熔覆层尺寸有所增加,而重熔区、热影响区尺寸均先增大后减小。熔覆层、重熔区、热影响区和基体的显微硬度和成分分析结果表明:各工艺条件下,热影响区硬度均显著高于基体区、重熔区以及熔覆层;激光功率在1800～2700 W范围内,扫描速度为10 mm/s,送粉率为11 g/min以及激光功率为2400 W,扫描速度为10 mm/s,送粉率在8～17 g/min范围内,均获得了成分、硬度分布均匀的重熔区和熔覆层,表明在以上工艺条件下,熔池内对流充分,基材与熔覆层Ti40材料充分混合以及合金化。3.采用半导体激光熔覆沉积技术,选取P=1800 W,V=10 mm/s,M=11 g/min在锻件TC4基体表面多层沉积Ti40阻燃钛合金,研究沉积试样各区域组织形成规律。研究表明:沉积试样按照成分及组织形态从基体至沉积层顶部可分为基体区、热影响区、过渡区和Ti40沉积区。TC4基体及热影响区均为α+β双相组成;过渡区及Ti40沉积层均由单相β组成,过渡区主要由相对粗大外延生长柱状晶组成,Ti40沉积区中、下部由相对细小柱状晶和少量等轴晶组成,顶部由细小等轴晶组成;沉积层与基体的结合方式为良好的冶金结合,沉积层内部无冶金缺陷。4.研究了锻件TC4基体表面沉积Ti40阻燃钛合金沿平行于熔合线和垂直于熔合线方向的室温拉伸性能,并分析了沉积试样的断口形貌。结果表明:沿垂直于熔合线方向室温拉伸时,断裂发生在过渡区并扩展至Ti40沉积区,其室温拉伸强度约为980.17 MPa,延伸率约为9%;沿平行于熔合线方向室温拉伸时,断裂发生在熔覆界面区域并向过渡区扩展,拉伸强度约为950.11 MPa,略低于垂直于熔合线,延伸率约为9.8%。断口形貌分析表明:垂直和平行于熔合线方向的断裂形式均为韧性断裂和沿晶断裂同时存在的混合断裂。室温拉伸性能测试结果表明,两个方向的室温拉伸性能均较好。

关键词：激光熔覆沉积 TC4钛合金 Ti40钛合金几何形貌组织力学性能

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