【摘要】：選區(qū)激光熔化技術(shù)基于微積分原理,根據(jù)輪廓數(shù)據(jù)利用高能量激光束將金屬粉末逐層選擇性地熔化,通過逐層鋪粉、逐層熔化凝固堆積的方式,制造三維實(shí)體零件。該技術(shù)不受零件復(fù)雜性制約,具有制造周期短、材料利用率高、成品率高、可個(gè)性化定制等優(yōu)點(diǎn)。由于選區(qū)激光熔化技術(shù)具有特殊性,對(duì)過程控制、材料特性、工藝可靠性、激光束穩(wěn)定性等諸多方面均有較高要求,容易因成形工藝不當(dāng)而影響制件質(zhì)量。國(guó)內(nèi)對(duì)Inconel 718合金的研究成果較少。因此,本文對(duì)Inconel 718合金選區(qū)激光熔化技術(shù)的工藝、組織及性能進(jìn)行研究,為后期鎳基高溫合金的成形制造提供理論基礎(chǔ)。本文通過選區(qū)激光熔化成形工藝實(shí)驗(yàn),探究工藝參數(shù)對(duì)Inconel 718合金相對(duì)致密度、微觀形貌、力學(xué)性能及物相分布的影響規(guī)律。研究表明:掃描速度、激光功率是影響Inconel 718合金成形性的主要因素,在工藝試驗(yàn)基礎(chǔ)上獲得此合金的最優(yōu)化工藝參數(shù):激光功率為315 W、掃描速度為1050 mm/s、掃描間距為0.09 mm、鋪粉層厚為0.04 mm。在最佳工藝參數(shù)條件下,可獲得較少孔隙、裂紋等缺陷且相對(duì)致密度最高達(dá)98.94%的成形件,拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均超過傳統(tǒng)鑄造工藝并接近于鍛造退火工藝性能,延伸率是傳統(tǒng)鑄件的3倍。Inconel718合金內(nèi)部組織成分均勻、致密,定向凝固的柱狀晶組織均勻排列。散熱特點(diǎn)導(dǎo)致了試樣組織形貌的差異性;通過控制工藝參數(shù)在層積方向可以得到定向凝固的柱狀晶組織;拉伸性能與沉積層間的熱影響區(qū)有相關(guān)性;試樣的硬度隨著組織細(xì)化和致密化而有所提高。對(duì)選區(qū)激光熔化技術(shù)中存在的球化、裂紋、飛濺、孔隙等缺陷及形成機(jī)理進(jìn)行了分析,通過優(yōu)化工藝參數(shù)可以有效的抑制缺陷產(chǎn)生,選擇與合金材料潤(rùn)濕性良好且膨脹系數(shù)高于合金材料的基板、烘干材料粉末以及提升材料抗熱裂性能等方式均可以得到高致密度和高性能的成形件。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG665
【圖文】：

激光熔化的原理、應(yīng)用及研究現(xiàn)狀激光熔化技術(shù)的原理及優(yōu)劣勢(shì)光熔化(Selective Laser Melting，SLM)技術(shù)采用逐級(jí)累加是增材制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。成形原理如圖 1-1積分的原理，利用高能量激光束將單層粉末根據(jù)輪廓數(shù)金屬粉末，通過逐層鋪粉、逐層熔化凝固堆積的方式，該技術(shù)不受零件復(fù)雜性制約具有制造效率高、材料使用率可個(gè)性化定制、制造難度低、工件性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)[5]。

圖 1-2 SLM 成形系統(tǒng)Fig. 1-2 SLM system光熔化(SLM)技術(shù)作為增材制造的重要組成部分，具有諸料利用率高且來源廣泛：通過激光熔化合金粉末生產(chǎn)的工，材料利用率達(dá) 90 %以上，有效降低材料成本；可使用上任何受熱粘結(jié)的粉末均可采用，滿足了制造業(yè)部分需受產(chǎn)品復(fù)雜程度限制：快速、精確地制造出任意復(fù)雜形狀輕量化、結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品。發(fā)周期短，生產(chǎn)效率高：不需要傳統(tǒng)的機(jī)床以及模具，直簡(jiǎn)單的表面處理即可，生產(chǎn)周期被顯著的縮短，提升了品精度高：激光光斑尺寸小且掃描精度高，可制得具有高表面形態(tài)較好。產(chǎn)環(huán)境無限制：對(duì)生產(chǎn)環(huán)境沒有苛刻要求且無需大面積、。性化定制：不受產(chǎn)品尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性限制，適合個(gè)性化肩大規(guī)模生產(chǎn)模式。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2736630