激光直接金屬沉積技術是一種以激光為熱源的新型增材制造技術,該技術具有柔化性能好、加工精度高、時間短、效率高、能量密度高等特點,已成為先進制造領域標志性的技術之一,隨著“中國制造2025”計劃的啟動,各大高校及研究所也正積極地參與到激光增材領域的各項發(fā)展。本課題以激光增材制造高速列車軸裝制動盤為背景,努力為24CrNiMo粉末激光直接金屬沉積技術可以制備出經濟時間成本低、性能良好的零部件提供理論依據,探索出成形過程中工藝參數對組織性能的影響,并借助有限元技術對其成形試件的殘余應力分布進行分析。本文在確定工藝窗口的前提下,通過對比不同激光功率(1300W-1500W)以及不同掃描速度(7mm/s-9mm/s)下成形試件的組織性能、沉積過程中溫度場的變化規(guī)律以及試件表面的殘余應力來研究激光功率和掃描速度的變化對激光增材24CrNiMo合金鋼的性能影響,并使用ABAQUS軟件對此過程的溫度場及殘余應力進行數值模擬,最終獲得優(yōu)佳的工藝參數。在致密度的測量試驗中,激光功率1300W以上的試件致密度均在95%以上,隨激光功率的降低與掃描速度的增加,致密度有下降趨勢;對試件內部的金相組織進行觀察,表層...

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 激光增材制造技術
    1.2 激光直接金屬沉積技術
        1.2.1 激光直接金屬沉積技術原理
        1.2.2 激光直接金屬沉積技術的優(yōu)劣
        1.2.3 激光直接金屬沉積技術的研究現狀
    1.3 激光直接金屬沉積技術的數值模擬
        1.3.1 激光直接沉積過程數值模擬的難點
        1.3.2 激光直接金屬沉積過程數值模擬的研究現狀
    1.4 課題背景意義及研究內容
        1.4.1 課題來源及其背景和意義
        1.4.2 本課題的研究內容
第二章 試驗材料及研究方法
    2.1 激光直接金屬沉積試驗材料及設備
    2.2 激光直接金屬沉積工藝試驗
        2.2.1 基板材料的選擇
        2.2.2 激光功率的選擇
        2.2.3 送粉量的選擇
    2.3 致密度測量試驗
    2.4 金相組織特征分析
    2.5 力學性能測試
        2.5.1 拉伸試驗
        2.5.2 摩擦磨損試驗
        2.5.3 顯微硬度試驗
    2.6 溫度場與殘余應力有限元分析
    2.7 激光直接金屬沉積溫度場實測
    2.8 激光直接金屬沉積殘余應力實測
第三章 激光直接金屬沉積過程的數值模擬
    3.1 激光直接金屬沉積過程傳熱的基本形式
    3.2 激光直接金屬沉積過程導熱微分方程
    3.3 激光熱源模型選擇
    3.4 材料的熱物理性能
    3.5 激光直接金屬沉積模型的建立
    3.6 生死單元的應用
第四章 研究結果與分析
    4.1 致密度測試結果與分析
    4.2 金相組織特征與分析
        4.2.1 激光功率對組織的影響
        4.2.2 掃描速度對組織的影響
    4.3 硬度測試結果與分析
    4.4 拉伸試驗結果及斷口形貌分析
    4.5 摩擦磨損試驗結果與分析
    4.6 激光直接金屬沉積溫度場測試結果與分析
        4.6.1 數值模擬結果與分析
        4.6.2 實際測試結果與分析
    4.7 激光直接金屬沉積殘余應力測試結果與分析
        4.7.1 數值模擬結果與分析
        4.7.2 實際測試結果與分析
    4.8 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3792364