本文關鍵詞：激光增材制造多孔Deloro 40鎳基合金的工藝及性能研究

  更多相關文章： 激光增材制造 多孔Deloro 40鎳基合金成形件 孔隙率 顯微組織 顯微硬度 壓縮性能 缺陷分析

【摘要】：激光增材制造是一種新型的激光快速成形技術,利用高能激光束熔化金屬粉末,按照化整為零的思路,逐層堆積制造,直接制備一定形狀的零部件。鎳基合金具有優(yōu)異的性能,在航空航天、石油化工等眾多領域獲得廣泛應用。本文注重將激光增材制造技術引入多孔鎳基合金的制備。以司立太公司的Deloro 40鎳基合金粉末為實驗材料,在激光設備上進行激光增材制造。首先對激光增材制造的工藝進行實驗研究,通過單層單道、單層多道、多層多道的工藝實驗,研究相關激光參數(激光功率、脈沖寬度、激光頻率和掃描間距等)對Deloro 40鎳基合金粉末成形性的影響規(guī)律,為成功制備多孔鎳基合金奠定基礎。在成功制備多孔成形件后,測量實際的孔隙率,并研究以上所列激光工藝參數對多孔成形件的孔隙率的影響規(guī)律。利用金相顯微鏡和X射線衍射分析獲得多孔鎳基合金結構的顯微組織和物相成分。利用顯微硬度計測量多孔鎳基合金成形件的顯微硬度。使用電子萬能實驗機對多孔鎳基合金的力學性能進行分析。激光增材制造工藝研究結果表明:激光掃描線寬隨激光功率、脈沖寬度和激光頻率的增大而增大,并最終穩(wěn)定于某一值;過大或過小的工藝參數對制備多孔成形件都不利。Deloro 40鎳基合金粉末激光增材制造優(yōu)化工藝參數組合為:激光功率110W到130W,脈沖寬度2.0ms到4.0ms,激光頻率10Hz到15Hz,掃描間距0.6mm到0.8mm,在此優(yōu)化工藝參數組合下的激光增材制造成形件表面基本平整,成形性良好�；谏厦婀に噮抵苽渌玫亩嗫祖嚮辖鸪尚渭目紫堵蕿�12%到32%。觀察多孔成形件的縱截面發(fā)現:由于激光作用熱影響區(qū)的存在,導致完全熔化或者半熔化狀態(tài)的鎳基合金粉末顆粒依附于預留孔壁內側,最終成型件的實際孔隙率小于預設的孔隙率。顯微組織研究表明:Deloro40多孔鎳基合金的顯微組織主要是由枝晶組成,枝晶主要沿著堆積層的方向生長,在激光熔覆重熔區(qū)存在一定量的等軸晶。由于激光增材制造多孔成形件晶粒細小以及成形件中硬質相的存在,所以多孔鎳基合金的顯微硬度達到HV570。多孔鎳基合金成形件的壓縮性能與孔隙率相關,孔隙率越低,多孔成形件的抗壓強度越高。多孔鎳基合金的壓縮斷口顯示脆性斷裂特征。針對多孔鎳基合金在激光增材制造中常見的缺陷“裂紋”、“球化現象”和“翹曲現象”,研究其形成機理,并對減少以上缺陷的方法進行了探索。
【關鍵詞】：激光增材制造 多孔Deloro 40鎳基合金成形件 孔隙率 顯微組織 顯微硬度 壓縮性能 缺陷分析
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.15;TG665
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究的目的和意義10-11
• 1.3 國內外研究概況11-14
• 1.3.1 激光增材制造技術的發(fā)展11-13
• 1.3.2 激光增材制造技術制造多孔金屬的現狀13-14
• 1.4 論文的主要研究內容14-16
• 第二章 實驗材料和方法16-22
• 2.1 實驗材料16-17
• 2.1.1 實驗基板材料16
• 2.1.2 實驗金屬粉末材料16-17
• 2.2 實驗設備17-18
• 2.2.1 激光激光增材制造設備17-18
• 2.3 實驗方法18-19
• 2.3.1 實驗方案設計18-19
• 2.3.2 激光增材制造多孔鎳基合金過程19
• 2.4 檢測內容及其方法19-22
• 2.4.1 孔隙率檢測方法20
• 2.4.2 試樣顯微組織20
• 2.4.3 物相分析20-21
• 2.4.4 顯微硬度測量21
• 2.4.5 壓縮性能檢測21-22
• 第三章 激光增材制造多孔鎳基合金工藝實驗22-34
• 3.1 激光單層單道工藝實驗23-28
• 3.1.1 激光功率對單層單道激光掃描線寬及外觀形貌的影響24-25
• 3.1.2 激光脈寬對單層單道激光掃描線寬及外觀形貌的影響25-27
• 3.1.3 激光頻率對單層單道激光掃描線寬及外觀形貌的影響27-28
• 3.2 激光單層多道工藝實驗28-32
• 3.2.1 激光功率對單層多道激光掃描成形質量的影響29-30
• 3.2.2 激光掃描間距對單層多道掃描成形質量的影響30-32
• 3.3 激光多層多道工藝實驗32-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第四章 激光增材制造多孔鎳基合金成形件的性能34-55
• 4.1 工藝參數對激光增材制造多孔鎳基合金成形件孔隙率的影響34-40
• 4.1.1 激光功率對多孔鎳基合金成形件孔隙率的影響34-36
• 4.1.2 激光脈寬對多孔鎳基合金成形件孔隙率的影響36-38
• 4.1.3 激光掃描間距對多孔鎳基合金成形件孔隙率的影響38-40
• 4.2 激光增材制造多孔鎳基合金成形件的顯微組織40-48
• 4.2.1 激光增材制造單層單道的顯微組織40-42
• 4.2.2 激光增材制造多層多道的顯微組織42-47
• 4.2.3 激光增材制造鎳基合金成形件XRD分析47-48
• 4.3 激光增材制造鎳基合金成形件的顯微硬度48-51
• 4.4 激光增材制造多孔鎳基合金成形件的壓縮性能51-53
• 4.5 本章小結53-55
• 第五章 激光增材制造多孔鎳基合金多孔成形件常見缺陷分析55-65
• 5.1 裂紋形成機理及防止措施55-59
• 5.1.1 激光增材制造多孔Deloro 40 鎳基合金成形件裂紋特點55-57
• 5.1.2 裂紋形成機理57-58
• 5.1.3 激光增材制造工藝對裂紋形成的影響58-59
• 5.2 球化現象的形成機理及防止措施59-62
• 5.2.1 激光增材制造多孔Deloro 40 鎳基合金成形件的球化現象特點59-60
• 5.2.2 球化現象形成機理60-61
• 5.2.3 激光增材制造工藝對球化現象的影響61-62
• 5.3 翹曲現象的形成機理及防止措施62-63
• 5.3.1 翹曲現象的形成機理62-63
• 5.3.2 激光增材制造工藝對翹曲現象的影響63
• 5.4 本章小結63-65
• 第六章 結論與展望65-68
• 6.1 結論65-66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著72-73
• 致謝73-74

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：1106017