功能梯度材料（FGM）是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)材料為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的材料復(fù)合手段，使構(gòu)成材料的要素（組成和結(jié)構(gòu)）沿梯度方向由一側(cè)向另一側(cè)呈連續(xù)變化，從而使材料的功能和性質(zhì)也呈梯度變化的一種可設(shè)計(jì)新型材料。Ni/TiC復(fù)合材料具有高比強(qiáng)、耐高溫和耐腐蝕等優(yōu)異性能，已成為高溫結(jié)構(gòu)材料的研究熱點(diǎn)。本文希望充分利用激光快速成形技術(shù)優(yōu)越的加工制造特點(diǎn)以及TiC耐高溫耐腐蝕和Ni承載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)加工過(guò)程中殘余熱應(yīng)力最緩和的Ni/TiC功能梯度材料，使其一側(cè)具有金屬Ni的特性，另一側(cè)具有TiC的特性，兩者之間是成分、結(jié)構(gòu)和性能都呈梯度連續(xù)變化的過(guò)渡區(qū)，最終制得的材料能具有良好的斷裂韌性、較高的強(qiáng)度和熱應(yīng)力緩和特性，以期在高溫結(jié)構(gòu)材料、新型刀具、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等方面得到應(yīng)用。本文根據(jù)梯度材料的實(shí)際制備與使用條件，提出梯度材料的目標(biāo)性能要求，結(jié)合構(gòu)成材料的組成分布，通過(guò)模擬計(jì)算激光直接成形制備Ni/TiC時(shí)的殘余熱應(yīng)力，對(duì)功能梯度材料的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)。根據(jù)對(duì)DLF制備FGM冷卻后的殘余熱應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬及計(jì)算，確定了使Ni/TiC系FGM熱應(yīng)力得到最大程度緩和的梯度成分分布指數(shù)、層厚及層數(shù)等關(guān)鍵... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

激光熔覆成形原理圖

零件任意部位獲得所需成分和性能，制造功能梯度材料，使不同部位具有不同的耐磨、耐蝕、抗疲勞等性能，這也是傳統(tǒng)制造無(wú)法實(shí)現(xiàn)的[12,13]，圖1.3 為 Sandia 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室及加拿大國(guó)家研究委員會(huì)利用 LCF 技術(shù)制造的梯度零件[14]。

圖1.3 為 Sandia 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室及加拿大國(guó)家研究委員會(huì)利用 LCF 技術(shù)制造的梯度零件[14]。（a）H13 剪切模 （b）具有冷卻管道的注塑模 （c）具有銅冷卻塊的注射模圖 1.2 激光熔覆成形剪切板模和注塑模

【參考文獻(xiàn)】：
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