鈦合金因其密度低、耐蝕性好等特點(diǎn)適用于航天及造船等諸多工業(yè)領(lǐng)域,可減少飛行器重量且具有較廣的應(yīng)用前景。激光熔覆（Laser Cladding,LC）技術(shù)可在金屬材料表面利用高能激光束制備先進(jìn)復(fù)合材料,激光熔化沉積（Laser Melting Deposition,LMD）技術(shù)利用LC及快速原型制造的基本原理,以合金粉末為原材料,采用高能量的激光作為能量源,按照預(yù)定的加工路徑,將預(yù)熔合金粉末進(jìn)行充分熔化,實(shí)現(xiàn)快速凝固,制備高性能復(fù)合材料,且在成型過(guò)程中鈦合金中大量Ti因稀釋作用可進(jìn)入激光熔池中,強(qiáng)化輕合金材料性能�，F(xiàn)階段許多領(lǐng)域?qū)Σ牧鲜褂玫沫h(huán)境要求愈發(fā)苛刻,零部件需長(zhǎng)時(shí)間服役極端惡劣環(huán)境下,如石油、航空及船舶等工業(yè)領(lǐng)域,其中大部分零部件失效是由腐蝕和磨損所致,因此該類零部件通常需具備良好表面性能。鈦合金耐磨性較差,極大限制其應(yīng)用,如鈦合金渦輪葉片因高速旋轉(zhuǎn)與空氣摩擦,在一定程度上縮短其使用壽命。TiB₂陶瓷硬度及抗腐蝕性能較高,適用于LMD領(lǐng)域制備陶瓷增強(qiáng)復(fù)合材料;FeCrBSi非晶合金具有良好的耐磨性及抗腐蝕性,可增強(qiáng)材料性能;Cu加入可使所制備復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)細(xì)... 

【文章來(lái)源】：山東建筑大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

LMD工作原理圖

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文6復(fù)合材料的性能，該復(fù)合材料強(qiáng)度較高[46]。此外，該技術(shù)也適用于生物制造領(lǐng)域，圖1.2(d)為激光增材制備的納米結(jié)構(gòu)多孔TC4支架，具有良好的生物相容性，可允許成骨細(xì)胞在0.5-0.6mm的范圍內(nèi)過(guò)度生長(zhǎng)，且該類細(xì)胞在6周后具有良好的擴(kuò)散形態(tài)[47]。圖1.2激光增材制造:(a)龍蝦眼結(jié)構(gòu)零件[44],(b)多孔零件[45],(c)鎳基材料[46],(d)生物材料[47]然而LMD工藝因熔池中能量分布不均易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，導(dǎo)致裂紋等缺陷在復(fù)合材料中形成。同時(shí)在LMD強(qiáng)化某些合金過(guò)程中需采用惰性氣體保護(hù)復(fù)合材料表面防止其氧化，氣體與熔覆區(qū)接觸表面積較大，易進(jìn)入熔池中，在凝固結(jié)束前因熔池凝固速度較快而未能從其溢出，產(chǎn)生氣孔缺陷。此外，高溫熔池易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋[48]。由于熔池存在時(shí)間較短暫且不可精確控制，因此現(xiàn)階段提高材料內(nèi)部質(zhì)量工作較為困難，較大限制LMD技術(shù)應(yīng)用。另外，激光熔池中涉及復(fù)雜的物理、化學(xué)冶金過(guò)程，且包括熱嘗力場(chǎng)等。目

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文9第2章實(shí)驗(yàn)研究方法及原理2.1實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)采用TC4合金板，組織結(jié)構(gòu)由α及β雙相構(gòu)成。尺寸為50×30×10mm。表2.1為TC4鈦合金化學(xué)成分；圖2.1(a)為TC4組織結(jié)構(gòu)。圖2.1(b)為TC4的SEM像，可觀察到諸多針狀析出物。本研究采用粉末基材是一種磨損耐磨性高、具有良好腐蝕性能以及抗高溫氧化性較為穩(wěn)定的FeCrBSi非晶合金粉（純度≧99.5%，粒度100~150μm）、Cu粉（純度≧98.5%，粒度50~100nm）、TiB2陶瓷粉（純度≧99%，粒度100~150μm）以及MGOSs去離子水溶液（純度≧99.5%，MGOSs尺寸100～150μm，厚度0.8~1.2nm，密度1.58mg/ml）。(a)組織結(jié)構(gòu)(b)SEM像圖2.1TC4微觀組織表2.1TC4鈦合金的化學(xué)成分元素FeCNOHVAl含量（wt%）≤0.30≤0.10≤0.05≤0.20≤0.0153.5-4.5≤5.5-6.82.2LMD復(fù)合材料制備利用電火花分割將TC4板切至尺寸為10×10×10mm及10×10×29mm兩種尺寸，切割速度3550r/min，進(jìn)刀率3.8mm/min。在LMD處理前，需將TC4表面通過(guò)機(jī)械及化學(xué)方式清理，避免氧化膜造成影響。首先用數(shù)砂紙將激光待處理面研磨平整，去除表面油污、

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]鈦合金表面陶瓷強(qiáng)化金屬基復(fù)合激光熔覆層的微觀組織與耐磨性能研究[D]. 翁飛.山東大學(xué) 2017
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本文編號(hào)：3134979