本文關鍵詞：激光快速成形T250馬氏體時效鋼組織性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：T250馬氏體時效鋼是我國仿制國外研制的一種高合金超高強度鋼,具有強度高、韌性好、熱處理工藝簡單等優(yōu)點,廣泛應用于航空航天領域,如火箭發(fā)動機殼體、導彈殼體、飛機起落架等。激光快速成形技術作為一種新興加工技術,近些年來發(fā)展迅速,可以實現(xiàn)高性能復雜結(jié)構部件的直接成形,而無需過多的后續(xù)機械加工。該技術應用于T250馬氏體時效鋼,有望為固體火箭發(fā)動機殼體的制造在成形方法上提供一條新的技術途徑。本文探究了不同工藝參數(shù),包括光斑直徑、激光功率、掃描速度、送粉率、搭接率及Z軸單層增量等參數(shù)對T250鋼激光成形特性的影響規(guī)律。通過參數(shù)優(yōu)化,確定了T250鋼激光快速成形工藝參數(shù)組合,制備出無明顯缺陷、內(nèi)部組織致密的沉積態(tài)試樣,對沉積態(tài)組織進行了觀察分析。進一步探究了熱處理制度對T250鋼激光快速成形試樣組織和力學性能的影響,確定出T250鋼激光快速成形件優(yōu)化后的熱處理制度。T250馬氏體時效鋼可以通過激光快速成形方式成形出組織性能良好的沉積件。利用單因素試驗探究主要工藝參數(shù)對成形特性的影響規(guī)律,通過正交試驗和極差分析,得出熔覆單道優(yōu)化后的工藝參數(shù)組合,進一步調(diào)整搭接率、Z軸單層增量等參數(shù),最終得到成形試樣塊的最佳工藝參數(shù)組合:激光功率1500W,光斑直徑4.5mm,掃描速度7.0mm/s,送粉率3.5r/min,搭接率35%~40%,Z軸單層增量1.0mm~1.1mm。沉積態(tài)組織主要由具有一定生長方向的胞晶和樹枝晶組成,其微觀偏析較為嚴重,通過1050℃高溫固溶有效改善了晶間偏析,結(jié)合變溫循環(huán)相變工藝細化了高溫均勻化引起的粗大晶粒,確定了合適的固溶工藝,進一步對不同時效溫度進行探究,確定了合適的時效工藝,最終得到優(yōu)化后的熱處理工藝方案。熱處理后,材料的組織為細小的板條馬氏體基體,少量的逆轉(zhuǎn)奧氏體以及基體中細小彌散的強化相,其試樣拉伸強度達到1875MPa,斷后延伸率為5.84%,沖擊韌性值為36J�；w連接處組織與焊接組織類似,可以分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、深色浸蝕區(qū)、基體等部分,熱處理后,轉(zhuǎn)變?yōu)闊o差別的均勻細小的馬氏體組織,其力學性能略有降低,但強度仍保持在1800MPa左右。
【關鍵詞】：激光快速成形 T250馬氏體時效鋼 熱處理 微觀組織 力學性能
【學位授予單位】：航天動力技術研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V261.8;TG142.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-25
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 T250無鈷馬氏體時效鋼11-18
• 1.2.1 無鈷馬氏體時效鋼的發(fā)展概況11-13
• 1.2.2 無鈷馬氏體時效鋼中合金元素的作用13-15
• 1.2.3 無鈷馬氏體時效鋼強韌化機理15-16
• 1.2.4 無鈷馬氏體時效鋼的主要熱處理工藝16-18
• 1.3 激光快速成形技術18-25
• 1.3.1 激光快速成形技術原理及特點18-19
• 1.3.2 激光快速成形技術的發(fā)展及應用現(xiàn)狀19-24
• 1.3.3 激光快速成形技術發(fā)展趨勢24-25
• 2 T250鋼激光快速成形材料組織及性能的試驗分析25-33
• 2.1 實驗研究內(nèi)容25
• 2.2 實驗方案設計25-26
• 2.3 實驗系統(tǒng)26-28
• 2.4 實驗材料準備28-29
• 2.5 組織觀察和性能測試29-31
• 2.5.1 光學金相29
• 2.5.2 掃描及能譜分析29
• 2.5.3 硬度測試29
• 2.5.4 室溫拉伸試驗29-30
• 2.5.5 沖擊試驗30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 3 T250鋼激光快速成形工藝特性分析33-51
• 3.1 工藝參數(shù)對基本成形特性的影響33-39
• 3.1.1 光斑尺寸對成形特性的影響33-34
• 3.1.2 激光功率對成形特性的影響34-35
• 3.1.3 掃描速度對成形特性的影響35-37
• 3.1.4 送粉率對成形特性的影響37-38
• 3.1.5 保護氣體流量對成形特性的影響38-39
• 3.2 激光快速成形參數(shù)的選擇39-47
• 3.2.1 單道工藝參數(shù)的確定40-43
• 3.2.2 搭接率對成形表面及微觀組織的影響43-44
• 3.2.3 Z軸單層增量ΔZ的影響44-46
• 3.2.4 成形工藝參數(shù)的確定46-47
• 3.3 沉積態(tài)試樣組織特征47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 4 熱處理對激光快速成形T250鋼組織和性能的影響51-73
• 4.1 固溶處理對T250鋼激光成形件組織和性能的影響51-61
• 4.1.1 循環(huán)固溶制度的確定51-53
• 4.1.2 固溶處理對組織的影響53-56
• 4.1.3 固溶處理對力學性能的影響56-61
• 4.2 時效處理對T250鋼激光成形試件力學性能的影響61-65
• 4.2.1 時效處理方案的確定61-62
• 4.2.2 時效處理對力學性能的影響62-65
• 4.3 與基體連接處的組織與性能65-67
• 4.4 成形中存在的缺陷67-72
• 4.4.1 氧化夾渣67-69
• 4.4.2 熔合不良69-70
• 4.4.3 裂紋70-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 5 總結(jié)與展望73-75
• 5.1 全文總結(jié)73-74
• 5.2 展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-82
• 攻讀學位期間取得的研究成果82

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