傳統(tǒng)316L不銹鋼由于強(qiáng)度較低、制備周期長、無法直接制備復(fù)雜零件等缺點(diǎn)在現(xiàn)代工業(yè)的很多復(fù)雜工況下使用受到了限制。而增材制造技術(shù)由于其較短的制備周期、極高的制備自由度與成型件較好的組織性能恰好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)不銹鋼材料的不足。目前增材制造316L不銹鋼的研究主要集中在材料粉末特性和激光加工參數(shù)對性能的影響,但其微觀結(jié)構(gòu)演變、塑性變形機(jī)理與強(qiáng)化機(jī)理的一體化研究仍較少,極大地限制了增材制造316L不銹鋼作為結(jié)構(gòu)件在工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。針對上述研究背景,本文研究了增材制造316L不銹鋼顯微組織形貌與力學(xué)性能,并與傳統(tǒng)方式制備的316L不銹鋼的力學(xué)性能進(jìn)行對比,研究了材料的成形機(jī)制、強(qiáng)化和塑性變形機(jī)理,并結(jié)合多尺度仿真進(jìn)行了進(jìn)一步探究。首先,通過實(shí)驗(yàn)方法對材料進(jìn)行了元素組成、相結(jié)構(gòu)、顯微組織表征等研究,觀察并分析了各尺度微觀形貌特征與材料缺陷。研究結(jié)果表明:成形材料中的各個(gè)元素分布均勻,由單一奧氏體相組成,相結(jié)構(gòu)組成受到冷卻速率與元素組成的共同影響。材料熔池形貌尺寸與邊界搭接方式受到工藝參數(shù)與掃描方式影響。材料晶粒在堆疊平面與掃描平面展現(xiàn)出了完全不同的形貌與取向織構(gòu)規(guī)律。晶粒內(nèi)部嵌套了與晶粒生長方向有...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 增材制造技術(shù)的簡介
    1.3 增材制造不銹鋼材料的國內(nèi)外研究概況
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 材料制備與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料的制備
        2.1.1 材料粉末的制備
        2.1.2 增材制造成形設(shè)備
        2.1.3 工藝參數(shù)的選擇
        2.1.4 制備方法
    2.2 組織表征方法
        2.2.1 樣品制備及光學(xué)顯微鏡分析
        2.2.2 掃描電子顯微鏡及能譜鏡分析
        2.2.3 透射電子顯微鏡分析
    2.3 力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 維式硬度測試
        2.3.2 拉伸性能測試
        2.3.3 疲勞加工性能測試
    2.4 晶體塑性有限元模擬方法
    2.5 分子動(dòng)力學(xué)模擬方法
第3章 激光增材制造316L不銹鋼相組成與顯微組織研究
    3.1 引言
    3.2 316 L不銹鋼元素及相組成研究
    3.3 316 L不銹鋼微觀組織結(jié)構(gòu)研究
        3.3.1 熔池的形貌分析研究
        3.3.2 晶粒及晶粒內(nèi)位錯(cuò)胞結(jié)構(gòu)研究
        3.3.3 缺陷及其形成研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 激光增材制造316L不銹鋼力學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 維氏硬度研究
    4.3 拉伸性能研究
        4.3.1 拉伸性能的實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.2 拉伸性能的理論研究
    4.4 疲勞加工性能研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 激光增材制造316L不銹鋼塑性變形機(jī)理的多尺度模擬研究
    5.1 引言
    5.2 晶體塑性有限元模擬
        5.2.1 模擬模型建立與相關(guān)設(shè)置
        5.2.2 模擬結(jié)果及討論
    5.3 分子動(dòng)力學(xué)模擬
        5.3.1 模擬模型建立與參數(shù)設(shè)置
        5.3.2 廣義堆垛層錯(cuò)能模擬分析
        5.3.3 位錯(cuò)胞尺寸對拉伸模擬結(jié)果的影響
        5.3.4 拉伸微結(jié)構(gòu)演變及分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3916847