本文關(guān)鍵詞：激光近凈成形316L不銹鋼塊體材料的工藝與性能研究

  更多相關(guān)文章： 激光近凈成形技術(shù) 激光束掃描路徑 微觀組織 拉伸力學(xué)性能

【摘要】：激光近凈成形技術(shù)是金屬零件增材制造領(lǐng)域的重要組成部分,是近年來在同步送粉式激光熔覆工藝的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的新興激光增材制造技術(shù)。激光近凈成形塊體材料時(shí),激光束掃描路徑的規(guī)劃與實(shí)現(xiàn)是保證零件高質(zhì)量和高精度的關(guān)鍵所在。因此,研究激光束掃描路徑對(duì)成形零件內(nèi)部微觀組織演變和性能的影響很有意義。首先,本文通過單道單層激光熔覆實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)性地研究了激光功率、粉末輸送速率和激光束掃描速度三種工藝參數(shù)對(duì)熔覆層宏觀形貌、微觀組織和維氏硬度的影響。其次,通過單層多道橫向搭接和單道多層縱向搭接實(shí)驗(yàn),分析并總結(jié)出橫向搭接率和Z軸提升高度對(duì)成形的影響。最后,利用上述優(yōu)化的工藝參數(shù),采用三種激光束掃描路徑成形不銹鋼塊體材料,對(duì)其凝固組織和性能進(jìn)行了分析探討,并研究了固溶處理對(duì)塊體材料的影響。主要結(jié)論總結(jié)如下：(1)在激光功率、粉末輸送速率和激光束掃描速度三種工藝參數(shù)中,激光束掃描速度對(duì)單道單層熔覆層形貌(包括高度和寬度)的影響最為顯著。對(duì)于熔覆層內(nèi)部凝固組織,粉末輸送速率主要影響組織形態(tài),而激光功率和激光束掃描速度主要影響晶粒尺寸。(2)橫向搭接率對(duì)熔覆層的表面平整度有顯著影響,其中當(dāng)橫向搭接率為50%和66.7%時(shí),熔覆層表面均比較平整,滿足搭接質(zhì)量的要求。Z軸提升高度設(shè)定為0.3 mm時(shí)可成功制備出穩(wěn)定薄壁墻試樣。(3)激光束掃描路徑可顯著影響塊體材料內(nèi)部的顯微組織和拉伸力學(xué)性能,采用雙向正交掃描路徑制備的試樣的力學(xué)性能最好。經(jīng)固溶處理后,三種塊體材料的抗拉強(qiáng)度均減小,伸長(zhǎng)率均增大。對(duì)于電化學(xué)性能,薄壁墻試樣的耐腐蝕性能最差,另兩種試樣的耐腐蝕性能相近,并且熱處理可明顯改善材料的耐腐蝕性能。
【關(guān)鍵詞】：激光近凈成形技術(shù) 激光束掃描路徑 微觀組織 拉伸力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG665
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-23
• 1.1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)9-12
• 1.1.1 減材制造技術(shù)9-10
• 1.1.2 等材制造技術(shù)10
• 1.1.3 增材制造技術(shù)10-12
• 1.2 激光熔覆技術(shù)概述12-15
• 1.2.1 激光熔覆技術(shù)12-13
• 1.2.2 激光熔覆技術(shù)的特點(diǎn)13-14
• 1.2.3 激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用14-15
• 1.3 激光近凈成形技術(shù)概論15-21
• 1.3.1 激光近凈成形技術(shù)15-17
• 1.3.2 激光近凈成形技術(shù)的特點(diǎn)17
• 1.3.3 激光近凈成形技術(shù)的應(yīng)用17-18
• 1.3.4 激光近凈成形技術(shù)的研究進(jìn)展18-21
• 1.4 本文課題的主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 2 實(shí)驗(yàn)部分23-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料23-25
• 2.1.1 激光近凈成形系統(tǒng)23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料24-25
• 2.2 顯微組織分析25-26
• 2.2.1 金相顯微鏡25
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡25-26
• 2.3 機(jī)械性能測(cè)試26
• 2.3.1 微硬度測(cè)試26
• 2.3.2 拉伸力學(xué)性能測(cè)試26
• 2.4 電化學(xué)性能測(cè)試26-27
• 2.5 材料密度測(cè)量27-28
• 3 激光近凈成形工藝參數(shù)的研究28-44
• 3.1 工藝參數(shù)對(duì)單道單層激光熔覆層的影響28-38
• 3.1.1 粉末輸送速率對(duì)單道單層激光熔覆層的影響28-33
• 3.1.2 激光功率對(duì)單道單層激光熔覆層的影響33-35
• 3.1.3 激光束掃描速度對(duì)單道單層激光熔覆層的影響35-38
• 3.2 橫向搭接率對(duì)單層多道熔覆層的影響38-40
• 3.2.1 橫向搭接率對(duì)宏觀形貌的影響38-39
• 3.2.2 熔覆層橫向搭接區(qū)域的微觀組織39-40
• 3.3 激光成形金屬薄壁零件的研究40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 4 激光束掃描路徑與熱處理對(duì)塊體成形材料組織和性能的影響44-56
• 4.1 顯微組織分析44-48
• 4.1.1 沉積態(tài)試樣的顯微組織44-47
• 4.1.2 熱處理態(tài)試樣的微觀組織47-48
• 4.2 顯微硬度測(cè)試48-50
• 4.2.1 沉積態(tài)試樣的顯微硬度48-49
• 4.2.2 熱處理態(tài)試樣的顯微硬度49-50
• 4.3 拉伸力學(xué)性能測(cè)試50-53
• 4.3.1 沉積態(tài)試樣的拉伸力學(xué)性能50-53
• 4.3.3 熱處理態(tài)試樣的拉伸力學(xué)性能53
• 4.4 電化學(xué)性能測(cè)試53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況63-64
• 致謝64-65

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本文編號(hào)：1035602