激光增材再制造HSLA-100高強(qiáng)鋼工藝及組織性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24 18:26
HSLA-100鋼強(qiáng)度高,韌性好,被廣泛的應(yīng)用于船舶中。船體用鋼在實(shí)際中最容易出現(xiàn)刮擦、裂紋及腐蝕問題,而高強(qiáng)鋼又對(duì)微觀裂紋特別敏感。因此,亟需一種修復(fù)技術(shù)來延長其使用壽命。傳統(tǒng)方法如焊接等雖然成本低,工藝成熟,但存在熱影響區(qū)大、殘余應(yīng)力大及變形大等缺點(diǎn)。激光增材制造技術(shù)是一種新興的修復(fù)技術(shù),具有能量密度高、熱輸入量可控、粉末成分可調(diào)等優(yōu)點(diǎn),從而使熱影響區(qū)小,修復(fù)后的變形與殘余應(yīng)力小,表面質(zhì)量高。激光增材制造技術(shù)在修復(fù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文利用激光增材制造技術(shù)修復(fù)20 mm厚HSLA-100高強(qiáng)鋼上預(yù)制的梯形槽缺陷口。在不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下(包括大氣環(huán)境與水下環(huán)境),研究激光功率、掃描速度、送粉率、水深等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)修復(fù)質(zhì)量的影響,獲得較好的工藝參數(shù):激光功率1500 W,掃描速度1000 mm/min,送粉率7.8 g/min。針對(duì)水下環(huán)境的增材實(shí)驗(yàn),本文研究了兩種不同結(jié)構(gòu)的氣簾式排水罩(B和C;是否存在緩沖區(qū))對(duì)干區(qū)的穩(wěn)定性及對(duì)修復(fù)質(zhì)量的影響。采用一系列表征技術(shù)如光學(xué)顯微(OM)分析、掃描電鏡(SEM)分析、透射電鏡(TEM)分析、X射線衍射(XRD)分析、斷層掃描(micro-C...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
HSLA-100鋼部分應(yīng)用場景(a)“尼米茲”級(jí)核動(dòng)力航母[5]
圖 1-2 激光增材制造原理示意圖過程中,當(dāng)激光束照射到金屬粉末上時(shí),除了散射或反射而光子與金屬晶格發(fā)生作用而轉(zhuǎn)換成熱能。當(dāng)激光能量低或溫度升高發(fā)生軟化變形但無法形成熔池,使得增材過程無法留時(shí)間過長時(shí),金屬粉末吸收了過多的能量而發(fā)生汽化,
圖 1-3 增材制造成形件(a)飛機(jī)鈦合金中央翼緣條[31];(b)增材成形“花瓶”[34]在船舶和海工領(lǐng)域而言,金屬增材技術(shù)應(yīng)用的案例也比較多。激光增材技裝備行業(yè)結(jié)合日趨緊密[35],如圖 1-4 所示。三星重工、大宇造船和海洋工程(船企業(yè)聯(lián)合蔚山大學(xué)成立增材制造中心,到 2013 年年底在該中心實(shí)現(xiàn)本
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光立體成形Rene 104鎳基高溫合金過程中的氧化現(xiàn)象和控制方法[J]. 應(yīng)煒晟,韓福柱. 電加工與模具. 2018(03)
[2]金屬增材制造技術(shù)在船舶與海工領(lǐng)域中的應(yīng)用分析[J]. 陳超,劉李明,徐江敏. 中國造船. 2016(03)
[3]激光沉積修復(fù)ZL114A鋁合金組織和力學(xué)性能分析[J]. 欽蘭云,龐爽,楊光,王超,王維. 中國激光. 2016(12)
[4]激光增材制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 楊強(qiáng),魯中良,黃福享,李滌塵. 航空制造技術(shù). 2016(12)
[5]高沉積率激光金屬沉積Inconel 718的孔隙率控制[J]. 仲崇亮,付金寶,丁亞林,Andres Gasser. 光學(xué)精密工程. 2015(11)
[6]鈦合金增材制造技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄧賢輝,楊治軍. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2014(05)
[7]艦船裝備材料體系發(fā)展與需求分析[J]. 方志剛,劉斌,李國明,李健. 中國材料進(jìn)展. 2014(07)
[8]曲軸軸頸損傷表面的激光熔覆再制造修復(fù)[J]. 封慧,李劍峰,孫杰. 中國激光. 2014(08)
[9]3D打印技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景分析[J]. 馬金濤. 中國印刷. 2014(06)
[10]金屬材料激光增材制造技術(shù)及在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用[J]. 劉業(yè)勝,韓品連,胡壽豐,柴象海,曹源. 航空制造技術(shù). 2014(10)
碩士論文
[1]鑄造鋁合金激光熔覆修復(fù)工藝特性研究及應(yīng)力場數(shù)值模擬[D]. 陳奧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]激光增材制造Al-12Si合金成形工藝與性能研究[D]. 史淑文.湖南大學(xué) 2016
[3]不銹鋼水下激光焊接研究[D]. 姚杞.天津大學(xué) 2014
本文編號(hào):3516525
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
HSLA-100鋼部分應(yīng)用場景(a)“尼米茲”級(jí)核動(dòng)力航母[5]
圖 1-2 激光增材制造原理示意圖過程中,當(dāng)激光束照射到金屬粉末上時(shí),除了散射或反射而光子與金屬晶格發(fā)生作用而轉(zhuǎn)換成熱能。當(dāng)激光能量低或溫度升高發(fā)生軟化變形但無法形成熔池,使得增材過程無法留時(shí)間過長時(shí),金屬粉末吸收了過多的能量而發(fā)生汽化,
圖 1-3 增材制造成形件(a)飛機(jī)鈦合金中央翼緣條[31];(b)增材成形“花瓶”[34]在船舶和海工領(lǐng)域而言,金屬增材技術(shù)應(yīng)用的案例也比較多。激光增材技裝備行業(yè)結(jié)合日趨緊密[35],如圖 1-4 所示。三星重工、大宇造船和海洋工程(船企業(yè)聯(lián)合蔚山大學(xué)成立增材制造中心,到 2013 年年底在該中心實(shí)現(xiàn)本
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光立體成形Rene 104鎳基高溫合金過程中的氧化現(xiàn)象和控制方法[J]. 應(yīng)煒晟,韓福柱. 電加工與模具. 2018(03)
[2]金屬增材制造技術(shù)在船舶與海工領(lǐng)域中的應(yīng)用分析[J]. 陳超,劉李明,徐江敏. 中國造船. 2016(03)
[3]激光沉積修復(fù)ZL114A鋁合金組織和力學(xué)性能分析[J]. 欽蘭云,龐爽,楊光,王超,王維. 中國激光. 2016(12)
[4]激光增材制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 楊強(qiáng),魯中良,黃福享,李滌塵. 航空制造技術(shù). 2016(12)
[5]高沉積率激光金屬沉積Inconel 718的孔隙率控制[J]. 仲崇亮,付金寶,丁亞林,Andres Gasser. 光學(xué)精密工程. 2015(11)
[6]鈦合金增材制造技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄧賢輝,楊治軍. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2014(05)
[7]艦船裝備材料體系發(fā)展與需求分析[J]. 方志剛,劉斌,李國明,李健. 中國材料進(jìn)展. 2014(07)
[8]曲軸軸頸損傷表面的激光熔覆再制造修復(fù)[J]. 封慧,李劍峰,孫杰. 中國激光. 2014(08)
[9]3D打印技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景分析[J]. 馬金濤. 中國印刷. 2014(06)
[10]金屬材料激光增材制造技術(shù)及在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用[J]. 劉業(yè)勝,韓品連,胡壽豐,柴象海,曹源. 航空制造技術(shù). 2014(10)
碩士論文
[1]鑄造鋁合金激光熔覆修復(fù)工藝特性研究及應(yīng)力場數(shù)值模擬[D]. 陳奧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]激光增材制造Al-12Si合金成形工藝與性能研究[D]. 史淑文.湖南大學(xué) 2016
[3]不銹鋼水下激光焊接研究[D]. 姚杞.天津大學(xué) 2014
本文編號(hào):3516525
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