激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的組織與性能
發(fā)布時(shí)間:2021-04-28 21:58
激光增材制造是在激光熔覆技術(shù)和快速原型技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種先進(jìn)制造技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)秉承了激光熔覆技術(shù)和快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),具有高柔性、短周期、低成本、成形與組織性能控制一體化等諸多優(yōu)點(diǎn),為制備通常難以加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件提供了一條新的途徑。因此,近年來這項(xiàng)技術(shù)在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注與重視,并在裝備研制、軟件開發(fā)、工藝與過程控制等方面取得了重要研究進(jìn)展。然而,與此不相稱的是激光增材制造材料的基礎(chǔ)研究還很薄弱,所用材料尚以傳統(tǒng)的合金體系為主,并未考慮到激光增材制造工藝和組織的特殊性,致使目前可以工業(yè)應(yīng)用的激光增材制造材料非常少,業(yè)已成為限制這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用瓶頸之一。因此,研發(fā)適用于金屬激光增材制造的合金體系,是這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的必要前提和基礎(chǔ)。為此,本文以具有良好組織穩(wěn)定性和成形性的Ti-Zr直熔合金為基礎(chǔ),以具有β-Ti穩(wěn)定作用的Nb為合金化元素,利用“團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)模型,設(shè)計(jì)了一系列Ti-ZrNb合金,并在純鈦基板上激光增材制造合金成形體。系統(tǒng)分析了在非平衡凝固條件下合金微觀組織、成形性、力學(xué)性能、耐磨性和耐蝕性與Nb含量之間的映射關(guān)系,并揭示了基于團(tuán)簇合金化的內(nèi)在機(jī)理。實(shí)驗(yàn)...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 激光增材制造技術(shù)
1.2.1 增材制造技術(shù)
1.2.2 激光增材制造的方法和特點(diǎn)
1.2.3 激光增材制造的分類
1.2.4 激光增材制造技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 鈦合金的激光增材制造
1.3.1 鈦的基本性質(zhì)及特點(diǎn)
1.3.2 鈦合金的分類
1.3.3 鈦合金在激光增材制造方面的研究
1.4 鈦合金的成分設(shè)計(jì)方法
1.5 研究目的及研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
2.1 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的成分設(shè)計(jì)
2.2 實(shí)驗(yàn)材料制備
2.3 激光增材制造實(shí)驗(yàn)
2.4 Ti-Zr-Nb合金的成形性測試
2.4.1 接觸角
2.4.2 寬高比
2.4.3 表面粗糙度
2.5 微觀組織分析
2.5.1 X射線衍射(XRD)實(shí)驗(yàn)
2.5.2 掃面電子顯微鏡(SEM)實(shí)驗(yàn)
2.6 力學(xué)性能測試
2.6.1 顯微硬度測試
2.6.2 壓縮性能測試
2.7 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
2.8 電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)
3 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的凝固組織特征
3.1 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的相組成
3.2 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金微觀組織
3.3 本章小結(jié)
4 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的性能
4.1 成形性
4.1.1 接觸角和寬高比
4.1.2 表面粗糙度
4.2 力學(xué)性能
4.2.1 硬度
4.2.2 壓縮性能
4.3 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
4.4 電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光增材制造DZ40M的微觀組織及熱處理研究[J]. 孟翔,田象軍,程序,湯海波. 中國激光. 2018(10)
[2]激光增材制造高性能大型鈦合金構(gòu)件凝固晶粒形態(tài)及顯微組織控制研究進(jìn)展[J]. 王華明,張述泉,王韜,朱言言. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[3]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)
[4]高性能金屬構(gòu)件的激光增材制造[J]. 林鑫,黃衛(wèi)東. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2015(09)
[5]增材制造使用的金屬粉末將成為一個(gè)重要的研究方向[J]. 孫世杰. 粉末冶金工業(yè). 2015(04)
[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]高性能大型金屬構(gòu)件激光增材制造:若干材料基礎(chǔ)問題[J]. 王華明. 航空學(xué)報(bào). 2014(10)
[8]選區(qū)激光熔化成型金屬零件上表面粗糙度的研究[J]. 劉睿誠,楊永強(qiáng),王迪. 激光技術(shù). 2013(04)
[9]金屬增材制造技術(shù)在航空領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 鞏水利,鎖紅波,李懷學(xué). 航空制造技術(shù). 2013(13)
[10]基于團(tuán)簇模型的高強(qiáng)度馬氏體沉淀硬化不銹鋼成分設(shè)計(jì)[J]. 王清,查錢鋒,劉恩雪,董闖,王學(xué)軍,譚朝鑫,冀春俊. 金屬學(xué)報(bào). 2012(10)
本文編號:3166244
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 激光增材制造技術(shù)
1.2.1 增材制造技術(shù)
1.2.2 激光增材制造的方法和特點(diǎn)
1.2.3 激光增材制造的分類
1.2.4 激光增材制造技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 鈦合金的激光增材制造
1.3.1 鈦的基本性質(zhì)及特點(diǎn)
1.3.2 鈦合金的分類
1.3.3 鈦合金在激光增材制造方面的研究
1.4 鈦合金的成分設(shè)計(jì)方法
1.5 研究目的及研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
2.1 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的成分設(shè)計(jì)
2.2 實(shí)驗(yàn)材料制備
2.3 激光增材制造實(shí)驗(yàn)
2.4 Ti-Zr-Nb合金的成形性測試
2.4.1 接觸角
2.4.2 寬高比
2.4.3 表面粗糙度
2.5 微觀組織分析
2.5.1 X射線衍射(XRD)實(shí)驗(yàn)
2.5.2 掃面電子顯微鏡(SEM)實(shí)驗(yàn)
2.6 力學(xué)性能測試
2.6.1 顯微硬度測試
2.6.2 壓縮性能測試
2.7 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
2.8 電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)
3 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的凝固組織特征
3.1 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的相組成
3.2 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金微觀組織
3.3 本章小結(jié)
4 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的性能
4.1 成形性
4.1.1 接觸角和寬高比
4.1.2 表面粗糙度
4.2 力學(xué)性能
4.2.1 硬度
4.2.2 壓縮性能
4.3 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
4.4 電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光增材制造DZ40M的微觀組織及熱處理研究[J]. 孟翔,田象軍,程序,湯海波. 中國激光. 2018(10)
[2]激光增材制造高性能大型鈦合金構(gòu)件凝固晶粒形態(tài)及顯微組織控制研究進(jìn)展[J]. 王華明,張述泉,王韜,朱言言. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[3]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)
[4]高性能金屬構(gòu)件的激光增材制造[J]. 林鑫,黃衛(wèi)東. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2015(09)
[5]增材制造使用的金屬粉末將成為一個(gè)重要的研究方向[J]. 孫世杰. 粉末冶金工業(yè). 2015(04)
[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]高性能大型金屬構(gòu)件激光增材制造:若干材料基礎(chǔ)問題[J]. 王華明. 航空學(xué)報(bào). 2014(10)
[8]選區(qū)激光熔化成型金屬零件上表面粗糙度的研究[J]. 劉睿誠,楊永強(qiáng),王迪. 激光技術(shù). 2013(04)
[9]金屬增材制造技術(shù)在航空領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 鞏水利,鎖紅波,李懷學(xué). 航空制造技術(shù). 2013(13)
[10]基于團(tuán)簇模型的高強(qiáng)度馬氏體沉淀硬化不銹鋼成分設(shè)計(jì)[J]. 王清,查錢鋒,劉恩雪,董闖,王學(xué)軍,譚朝鑫,冀春俊. 金屬學(xué)報(bào). 2012(10)
本文編號:3166244
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