Nb521合金作為新一代的高溫難熔Nb合金,具有高溫力學(xué)性能優(yōu)異、高熔點(diǎn)、低密度及可塑性好等優(yōu)勢(shì),在航空航天領(lǐng)域占據(jù)重要地位。然而,隨著人們對(duì)高溫難熔材料復(fù)雜構(gòu)件需求的增大,加之Nb521合金熔點(diǎn)高且高溫易氧化,其制備成為制約發(fā)展的主要問題。而電子束選區(qū)熔化增材制造技術(shù)（EBSM）因擁有粉末成材的特性及高能量電子束與真空無污染的環(huán)境能同時(shí)解決上述問題。目前,關(guān)于Nb521合金的EBSM相關(guān)研究較少,仍有許多科學(xué)問題和技術(shù)問題有待研究,故本文采用EBSM方法制備Nb521合金,并進(jìn)行深入研究。本文前期對(duì)EBSM工藝所需的Nb521合金粉末的微觀形貌、組織特征及硬度進(jìn)行系統(tǒng)研究,并采用COMSOL Multiphysics有限元模擬軟件對(duì)不同尺寸粉末制備過程溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬,闡明冷卻速度與凝固組織變化規(guī)律。通過ABAQUS有限元軟件對(duì)Nb521合金EBSM過程熱歷史變化進(jìn)行溫度場(chǎng)模擬,同時(shí)對(duì)Nb521打印成形件的形貌和微觀結(jié)構(gòu)特征以及力學(xué)性能進(jìn)行研究,結(jié)合模擬結(jié)果闡明打印過程成形機(jī)理。采用等離子體霧化制粉設(shè)備制備Nb521合金粉末。借助X射線衍射儀（XRD）、金相顯微鏡（OM）、掃描電子顯微... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 Nb合金的分類與發(fā)展
    1.3 Nb-W系合金的制備方法
        1.3.1 真空非自耗電弧熔煉
        1.3.2 化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)
        1.3.3 粉末冶金技術(shù)
    1.4 電子束選區(qū)熔化增材制造技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
    1.5 電子束選區(qū)熔化增材制造的研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.5.1 電子束選區(qū)熔化工藝研究進(jìn)展
        1.5.2 電子束選區(qū)熔化技術(shù)對(duì)于成形材料、組織與性能的研究現(xiàn)狀
    1.6 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 樣品制備及研究方法
    2.1 樣品制備
        2.1.1 原料選用
        2.1.2 Nb521 合金EBSM增材制造
    2.2 測(cè)試與分析方法
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 光學(xué)顯微分析
        2.2.3 合金密度測(cè)試
        2.2.4 比熱容和熱導(dǎo)率測(cè)試
        2.2.5 硬度測(cè)試
        2.2.6 掃描電子顯微鏡分析
        2.2.7 透射電子顯微鏡分析
        2.2.8 拉伸力學(xué)性能測(cè)試分析
        2.2.9 納米壓痕測(cè)試分析
第3章 Nb521 合金粉末結(jié)構(gòu)及性能研究
    3.1 引言
    3.2 Nb521 合金粉末的基礎(chǔ)性能檢測(cè)
        3.2.1 Nb521 合金粉末
        3.2.2 Nb521 合金粉末粒度分布
    3.3 Nb521 合金粉末的冷卻速度計(jì)算
    3.4 Nb521 合金粉末氣霧化過程數(shù)值模擬
    3.5 Nb521 合金粉末的凝固組織及相組成
        3.5.1 OM結(jié)果分析
        3.5.2 SEM結(jié)果分析
        3.5.3 XRD結(jié)果分析
    3.6 不同尺寸Nb521 粉末顆粒的納米硬度
    3.7 本章小結(jié)
第4章 EBSM制備Nb521 合金的組織及性能分析
    4.1 引言
    4.2 溫度場(chǎng)模擬
        4.2.1 溫度場(chǎng)模型的建立
        4.2.2 網(wǎng)格劃分與熱源模型
        4.2.3 初始條件和邊界條件
        4.2.4 熱物性參數(shù)
        4.2.5 溫度場(chǎng)模擬結(jié)果
    4.3 Nb521 合金EBSM成形件微觀結(jié)構(gòu)
        4.3.1 Nb521 合金成形件切割方式
        4.3.2 Nb521 合金EBSM試樣顯微組織表征
    4.4 Nb521 合金析出相成分分析
        4.4.1 XRD結(jié)果分析
        4.4.2 TEM結(jié)果分析
        4.4.3 析出相形成機(jī)理分析
    4.5 Nb521 合金力學(xué)性能測(cè)試分析
        4.5.1 拉伸性能測(cè)試分析
        4.5.2 維氏硬度分析
        4.5.3 Nb521 合金納米壓痕測(cè)試分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]增材制造技術(shù)在航天制造領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 李海濤,謝書凱,張亮,王久東,奚斌.  中國(guó)航天. 2017(01)
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[6]Marine Structures: Future Trends and the Role of Universities[J]. Preben Terndrup Pedersen.  Engineering. 2015(01)
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博士論文
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碩士論文
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[5]SiCp（Cu）/Fe復(fù)合材料的制備工藝和性能研究[D]. 鮑可.鄭州大學(xué) 2011
[6]Nb-Cr系多元合金的微觀組織及性能研究[D]. 張明軍.西北工業(yè)大學(xué) 2007
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本文編號(hào)：3189485