激光增材連接TC4鈦合金力學性能研究
發(fā)布時間:2021-05-07 19:15
針對傳統(tǒng)連接技術無法連接大厚度結構的現(xiàn)狀,提出激光增材連接技術,突破連接厚度的限制,提高連接精度。本文采用激光增材連接技術,考察連接件的組織及性能,為激光增材連接工藝提供科學依據(jù)。論文主要研究內(nèi)容如下:以激光增材制造TC4鈦合金為連接基材,采用激光增材連接工藝進行連接,考察取樣方式對力學性能的影響,發(fā)現(xiàn)拉伸強度和塑性出現(xiàn)差異。受載時不同取樣方式下晶界處的受力方式不同,使得性能產(chǎn)生差異。連接件的強度與基材的強度相近,但塑性低于基材,延伸率的最大差值達3.8%,斷面收縮率的最大差值達12.45%。選用三組退火溫度進行組織優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)隨退火溫度的升高,α相的長度降低、寬度增加、長寬比下降;顯微硬度與α相相對體積分數(shù)成正比,當退火溫度升高至920℃時,α相的相對體積分數(shù)最小(0.45%),此時顯微硬度值最低(474HV0.2)。對比分析了激光和電弧增材連接工藝的性能差異,并考察固溶時效對組織及性能的影響。激光連接制件中整體形貌一致,β柱狀晶由基材延伸到連接區(qū)頂端,兩區(qū)域內(nèi)α相形態(tài)尺寸相近;而電弧連接制件中連接區(qū)與基材區(qū)形貌差異較大,連接區(qū)出現(xiàn)粗大等軸狀的β晶粒,晶內(nèi)α板條的...
【文章來源】:沈陽航空航天大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 激光增材制造技術介紹
1.1.2 激光增材連接技術的提出
1.1.3 激光增材連接和激光焊接的區(qū)別
1.2 國內(nèi)外相關研究進展
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 鈦合金簡介
1.3.1 鈦及鈦合金的特點及應用
1.3.2 鈦合金的分類及微觀組織
1.3.4 TC4 鈦合金的研究與應用現(xiàn)狀
1.4 課題研究意義與內(nèi)容
1.4.1 課題研究意義
1.4.2 課題研究內(nèi)容
第2章 試驗條件及研究方案
2.1 試驗材料與設備
2.1.1 試驗材料
2.1.2 激光增材連接設備
2.1.3 熱處理設備
2.2 試驗方法
2.2.1 超聲無損檢測
2.2.2 微觀組織分析
2.2.3 力學性能測試
2.2.4 制備工藝參數(shù)
第3章 晶粒取向對力學性能的影響研究
3.1 試驗及取樣方式
3.2 顯微組織
3.3 室溫拉伸性能
3.4 斷口及斷口截面形貌
3.5 本章小結
第4章 激光增材連接區(qū)的組織調(diào)控
4.1 試驗及取樣方式
4.2 顯微組織
4.3 顯微硬度
4.4 本章小結
第5章 激光增材連接和電弧增材連接的工藝性能對比
5.1 試驗及取樣方式
5.2 結果與分析
5.2.1 連接制件的顯微組織
5.2.2 室溫拉伸性能
5.2.3 硬度
5.3 拉伸斷口分析
5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學術論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鈦合金發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 李勇. 建材與裝飾. 2018(02)
[2]激光沉積TA15鈦合金退火處理工藝及網(wǎng)籃組織變形機制[J]. 楊光,王文東,欽蘭云,任宇航,李長富,王維. 稀有金屬材料與工程. 2017(07)
[3]高性能鈦合金激光增材制造技術的研究進展[J]. 梁朝陽,張安峰,梁少端,王潭,嚴深平,張連重,李青宇. 應用激光. 2017(03)
[4]TC4鈦合金連續(xù)熱變形過程中的組織及取向演變[J]. 陳少華,張麥倉,賈萌柳,彭桃. 材料熱處理學報. 2017(05)
[5]激光選區(qū)熔化成形TC4鈦合金熱處理后微觀組織和力學性能[J]. 肖振楠,劉婷婷,廖文和,張長東,楊濤. 中國激光. 2017(09)
[6]高性能金屬零件激光增材制造技術研究進展[J]. 張安峰,李滌塵,梁少端,王潭,嚴深平,張連重. 航空制造技術. 2016(22)
[7]退火溫度對激光沉積TA15合金組織及性能的影響[J]. 楊光,王文東,欽蘭云,任宇航,李長富,王維. 中國激光. 2016(12)
[8]Ti-6Al-4V合金網(wǎng)籃組織與拉伸性能定量關系研究[J]. 石曉輝,曾衛(wèi)東,孫宇,韓遠飛,趙永慶,郭萍. 稀有金屬材料與工程. 2016(09)
[9]激光增材制造技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 楊強,魯中良,黃福享,李滌塵. 航空制造技術. 2016(12)
[10]應用于航空領域的金屬高性能增材制造技術[J]. 林鑫,黃衛(wèi)東. 中國材料進展. 2015(09)
博士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形Ti-6Al-4V合金的組織演變及調(diào)控[D]. 楊晶晶.華中科技大學 2017
[2]焊接熔池的流體動力學行為及凝固組織模擬[D]. 趙玉珍.北京工業(yè)大學 2004
碩士論文
[1]鈦合金同步送粉增材制造技術研究[D]. 高飛.沈陽工業(yè)大學 2018
[2]金屬材料的超聲無損檢測探傷算法研究與應用[D]. 張坤碩.西安工業(yè)大學 2018
[3]TA15鈦合金力學性能影響因素研究及性能改善[D]. 王茜茜.燕山大學 2017
[4]鈦合金激光增材制造缺陷研究[D]. 李永濤.大連理工大學 2017
[5]鈦合金T型接頭雙作用激光焊接軌跡與工藝研究[D]. 宋琳琳.沈陽理工大學 2015
[6]激光熔化沉積TA15鈦合金組織與性能的研究[D]. 李小榕.燕山大學 2014
[7]細晶TC21鈦合金短時高溫蠕變與應力松弛行為及機理研究[D]. 李建偉.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[8]送粉式和送絲式的鈦合金激光增材制造特性研究[D]. 章敏.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[9]激光快速成型光內(nèi)送粉回轉體堆積研究[D]. 蔡齊飛.蘇州大學 2010
[10]TC11鈦合金組織演變及α片層等軸化機理研究[D]. 鄭佩琦.哈爾濱工業(yè)大學 2008
本文編號:3173918
【文章來源】:沈陽航空航天大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 激光增材制造技術介紹
1.1.2 激光增材連接技術的提出
1.1.3 激光增材連接和激光焊接的區(qū)別
1.2 國內(nèi)外相關研究進展
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 鈦合金簡介
1.3.1 鈦及鈦合金的特點及應用
1.3.2 鈦合金的分類及微觀組織
1.3.4 TC4 鈦合金的研究與應用現(xiàn)狀
1.4 課題研究意義與內(nèi)容
1.4.1 課題研究意義
1.4.2 課題研究內(nèi)容
第2章 試驗條件及研究方案
2.1 試驗材料與設備
2.1.1 試驗材料
2.1.2 激光增材連接設備
2.1.3 熱處理設備
2.2 試驗方法
2.2.1 超聲無損檢測
2.2.2 微觀組織分析
2.2.3 力學性能測試
2.2.4 制備工藝參數(shù)
第3章 晶粒取向對力學性能的影響研究
3.1 試驗及取樣方式
3.2 顯微組織
3.3 室溫拉伸性能
3.4 斷口及斷口截面形貌
3.5 本章小結
第4章 激光增材連接區(qū)的組織調(diào)控
4.1 試驗及取樣方式
4.2 顯微組織
4.3 顯微硬度
4.4 本章小結
第5章 激光增材連接和電弧增材連接的工藝性能對比
5.1 試驗及取樣方式
5.2 結果與分析
5.2.1 連接制件的顯微組織
5.2.2 室溫拉伸性能
5.2.3 硬度
5.3 拉伸斷口分析
5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學術論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鈦合金發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 李勇. 建材與裝飾. 2018(02)
[2]激光沉積TA15鈦合金退火處理工藝及網(wǎng)籃組織變形機制[J]. 楊光,王文東,欽蘭云,任宇航,李長富,王維. 稀有金屬材料與工程. 2017(07)
[3]高性能鈦合金激光增材制造技術的研究進展[J]. 梁朝陽,張安峰,梁少端,王潭,嚴深平,張連重,李青宇. 應用激光. 2017(03)
[4]TC4鈦合金連續(xù)熱變形過程中的組織及取向演變[J]. 陳少華,張麥倉,賈萌柳,彭桃. 材料熱處理學報. 2017(05)
[5]激光選區(qū)熔化成形TC4鈦合金熱處理后微觀組織和力學性能[J]. 肖振楠,劉婷婷,廖文和,張長東,楊濤. 中國激光. 2017(09)
[6]高性能金屬零件激光增材制造技術研究進展[J]. 張安峰,李滌塵,梁少端,王潭,嚴深平,張連重. 航空制造技術. 2016(22)
[7]退火溫度對激光沉積TA15合金組織及性能的影響[J]. 楊光,王文東,欽蘭云,任宇航,李長富,王維. 中國激光. 2016(12)
[8]Ti-6Al-4V合金網(wǎng)籃組織與拉伸性能定量關系研究[J]. 石曉輝,曾衛(wèi)東,孫宇,韓遠飛,趙永慶,郭萍. 稀有金屬材料與工程. 2016(09)
[9]激光增材制造技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 楊強,魯中良,黃福享,李滌塵. 航空制造技術. 2016(12)
[10]應用于航空領域的金屬高性能增材制造技術[J]. 林鑫,黃衛(wèi)東. 中國材料進展. 2015(09)
博士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形Ti-6Al-4V合金的組織演變及調(diào)控[D]. 楊晶晶.華中科技大學 2017
[2]焊接熔池的流體動力學行為及凝固組織模擬[D]. 趙玉珍.北京工業(yè)大學 2004
碩士論文
[1]鈦合金同步送粉增材制造技術研究[D]. 高飛.沈陽工業(yè)大學 2018
[2]金屬材料的超聲無損檢測探傷算法研究與應用[D]. 張坤碩.西安工業(yè)大學 2018
[3]TA15鈦合金力學性能影響因素研究及性能改善[D]. 王茜茜.燕山大學 2017
[4]鈦合金激光增材制造缺陷研究[D]. 李永濤.大連理工大學 2017
[5]鈦合金T型接頭雙作用激光焊接軌跡與工藝研究[D]. 宋琳琳.沈陽理工大學 2015
[6]激光熔化沉積TA15鈦合金組織與性能的研究[D]. 李小榕.燕山大學 2014
[7]細晶TC21鈦合金短時高溫蠕變與應力松弛行為及機理研究[D]. 李建偉.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[8]送粉式和送絲式的鈦合金激光增材制造特性研究[D]. 章敏.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[9]激光快速成型光內(nèi)送粉回轉體堆積研究[D]. 蔡齊飛.蘇州大學 2010
[10]TC11鈦合金組織演變及α片層等軸化機理研究[D]. 鄭佩琦.哈爾濱工業(yè)大學 2008
本文編號:3173918
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