SLM專用Al-Si-Mg系鋁合金成分設(shè)計(jì)、工藝制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-10 05:20
Al-Si-Mg系鋁合金具有強(qiáng)度高、密度小和熱傳導(dǎo)性優(yōu)良等特點(diǎn),是較為成熟的輕量化材料。選擇性激光熔化(SLM)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜金屬零件的一次近凈成型,獲得的成型件具有力學(xué)性能優(yōu)異、尺寸精度高、表面質(zhì)量好等特點(diǎn),在航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域前景廣闊。SLM成型過程中,激光與合金粉末劇烈交互作用,粉末瞬間熔化和凝固,熔體冷卻速率達(dá)103-106 K/s,可大幅增加合金化元素的固溶度,增加力學(xué)性能。SLM成型鋁合金研究較晚,現(xiàn)階段所用SLM成型Al-Si-Mg系鋁合金主要基于傳統(tǒng)鑄造合金成分,合金化元素含量有限,無法大幅度提高合金性能,擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。基于此,本課題依據(jù)“團(tuán)簇+連接原子”模型在傳統(tǒng)A357(Al91.72-93.06Si6.25-7.24Mg0.5-0.78)合金成分上設(shè)計(jì)獲得高M(jìn)g含量的Al90.18Si8.31Mg1.5合金新成分,探索不同SLM成型工藝和熱處理?xiàng)l件對Al90.18...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 鋁合金的現(xiàn)狀
1.1.1 Al-Si-Mg合金概述
1.1.2 Al-Si-Mg合金的性質(zhì)和應(yīng)用
1.2 增材制造技術(shù)簡介
1.3 選擇性激光熔化技術(shù)概括
1.3.1 基本原理
1.3.2 選擇性激光熔化的優(yōu)勢
1.3.3 選擇性激光熔化的作用機(jī)理
1.3.4 選擇性激光熔化技術(shù)應(yīng)用
1.4 選擇性激光熔化鋁硅合金的研究現(xiàn)狀
1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)設(shè)備及材料表征方法
2.1 試驗(yàn)設(shè)備介紹
2.2 顯微形貌及物相表征方法
2.2.1 金相顯微鏡(OM)表征
2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
2.2.3 X射線衍射物相(XRD)分析
2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)分析
2.3 基本性能測試方法
2.3.1 維氏硬度測試
2.3.2 壓縮及拉伸性能測試
2.3.3 摩擦磨損性能測試
2.3.4 電化學(xué)腐蝕性能測試
第3章 Al-Si-Mg系合金成分設(shè)計(jì)及粉末分析
3.1 “團(tuán)簇+連接原子”模型的提出
3.2 試驗(yàn)所用鋁合金粉末成分設(shè)計(jì)
90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末性能分析"> 3.3 Al90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末性能分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末的化學(xué)元素組成"> 3.3.1 Al90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末的化學(xué)元素組成
90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末的顯微形貌"> 3.3.2 Al90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末的顯微形貌
3.4 本章小結(jié)
90.18Si8.31Mg1.5 合金成型性的研究">第4章 SLM工藝參數(shù)對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金成型性的研究
4.1 工藝參數(shù)探索
90.18Si8.31Mg1.5 合金性能的影響"> 4.2 工藝參數(shù)對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金性能的影響
90.18Si8.31Mg1.5 合金密度的影響"> 4.2.1 掃描速度對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金密度的影響
90.18Si8.31Mg1.5 合金孔隙率的影響"> 4.2.2 掃描速度對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金孔隙率的影響
90.18Si8.31Mg1.5 合金成型試樣表面的影響"> 4.2.3 掃描速度對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金成型試樣表面的影響
90.18Si8.31Mg1.5 合金顯微組織的影響"> 4.2.4 掃描速度對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金顯微組織的影響
4.3 SLM制備試樣組織分析
4.3.1 顯微組織分析
4.3.2 物相分析
4.4 SLM沉積試樣力學(xué)性能分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金顯微硬度分析"> 4.4.1 SLM沉積Al90.18Si8.31Mg1.5 合金顯微硬度分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣壓縮性能分析"> 4.4.2 SLM沉積Al90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣壓縮性能分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣拉伸性能分析"> 4.4.3 SLM沉積Al90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣拉伸性能分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣斷口形貌分析"> 4.4.4 SLM沉積Al90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣斷口形貌分析
4.5 本章小結(jié)
90.18Si8.31Mg1.5 合金組織及性能的影響">第5章 熱處理對SLM制備Al90.18Si8.31Mg1.5 合金組織及性能的影響
5.1 300℃熱處理不同時(shí)間對SLM沉積試樣組織及性能的影響
5.1.1 顯微組織
5.1.2 物相分析
5.1.3 顯微硬度
5.1.4 壓縮性能
5.2 不同熱處理溫度對SLM沉積試樣組織及性能的影響
5.2.1 顯微組織
5.2.2 顯微硬度
5.2.3 壓縮性能
5.2.4 拉伸性能
5.2.5 拉伸斷口形貌
5.2.6 摩擦磨損性能
5.2.7 電化學(xué)腐蝕性能
5.3 150℃保溫不同時(shí)間對SLM沉積試樣組織及性能的影響
5.3.1 顯微組織
5.3.2 物相分析
5.3.3 顯微硬度
5.3.4 拉伸性能
5.3.5 拉伸斷口形貌
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
本文編號:2968138
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 鋁合金的現(xiàn)狀
1.1.1 Al-Si-Mg合金概述
1.1.2 Al-Si-Mg合金的性質(zhì)和應(yīng)用
1.2 增材制造技術(shù)簡介
1.3 選擇性激光熔化技術(shù)概括
1.3.1 基本原理
1.3.2 選擇性激光熔化的優(yōu)勢
1.3.3 選擇性激光熔化的作用機(jī)理
1.3.4 選擇性激光熔化技術(shù)應(yīng)用
1.4 選擇性激光熔化鋁硅合金的研究現(xiàn)狀
1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)設(shè)備及材料表征方法
2.1 試驗(yàn)設(shè)備介紹
2.2 顯微形貌及物相表征方法
2.2.1 金相顯微鏡(OM)表征
2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
2.2.3 X射線衍射物相(XRD)分析
2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)分析
2.3 基本性能測試方法
2.3.1 維氏硬度測試
2.3.2 壓縮及拉伸性能測試
2.3.3 摩擦磨損性能測試
2.3.4 電化學(xué)腐蝕性能測試
第3章 Al-Si-Mg系合金成分設(shè)計(jì)及粉末分析
3.1 “團(tuán)簇+連接原子”模型的提出
3.2 試驗(yàn)所用鋁合金粉末成分設(shè)計(jì)
90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末性能分析"> 3.3 Al90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末性能分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末的化學(xué)元素組成"> 3.3.1 Al90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末的化學(xué)元素組成
90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末的顯微形貌"> 3.3.2 Al90.18Si8.31Mg1.5 合金粉末的顯微形貌
3.4 本章小結(jié)
90.18Si8.31Mg1.5 合金成型性的研究">第4章 SLM工藝參數(shù)對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金成型性的研究
4.1 工藝參數(shù)探索
90.18Si8.31Mg1.5 合金性能的影響"> 4.2 工藝參數(shù)對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金性能的影響
90.18Si8.31Mg1.5 合金密度的影響"> 4.2.1 掃描速度對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金密度的影響
90.18Si8.31Mg1.5 合金孔隙率的影響"> 4.2.2 掃描速度對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金孔隙率的影響
90.18Si8.31Mg1.5 合金成型試樣表面的影響"> 4.2.3 掃描速度對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金成型試樣表面的影響
90.18Si8.31Mg1.5 合金顯微組織的影響"> 4.2.4 掃描速度對Al90.18Si8.31Mg1.5 合金顯微組織的影響
4.3 SLM制備試樣組織分析
4.3.1 顯微組織分析
4.3.2 物相分析
4.4 SLM沉積試樣力學(xué)性能分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金顯微硬度分析"> 4.4.1 SLM沉積Al90.18Si8.31Mg1.5 合金顯微硬度分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣壓縮性能分析"> 4.4.2 SLM沉積Al90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣壓縮性能分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣拉伸性能分析"> 4.4.3 SLM沉積Al90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣拉伸性能分析
90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣斷口形貌分析"> 4.4.4 SLM沉積Al90.18Si8.31Mg1.5 合金試樣斷口形貌分析
4.5 本章小結(jié)
90.18Si8.31Mg1.5 合金組織及性能的影響">第5章 熱處理對SLM制備Al90.18Si8.31Mg1.5 合金組織及性能的影響
5.1 300℃熱處理不同時(shí)間對SLM沉積試樣組織及性能的影響
5.1.1 顯微組織
5.1.2 物相分析
5.1.3 顯微硬度
5.1.4 壓縮性能
5.2 不同熱處理溫度對SLM沉積試樣組織及性能的影響
5.2.1 顯微組織
5.2.2 顯微硬度
5.2.3 壓縮性能
5.2.4 拉伸性能
5.2.5 拉伸斷口形貌
5.2.6 摩擦磨損性能
5.2.7 電化學(xué)腐蝕性能
5.3 150℃保溫不同時(shí)間對SLM沉積試樣組織及性能的影響
5.3.1 顯微組織
5.3.2 物相分析
5.3.3 顯微硬度
5.3.4 拉伸性能
5.3.5 拉伸斷口形貌
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
本文編號:2968138
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