本文關(guān)鍵詞：送粉式和送絲式的鈦合金激光增材制造特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：TC4作為一種最常見、應(yīng)用最為廣泛的鈦合金，其使用量已經(jīng)占到全世界鈦消費(fèi)品的50%以上。鈦合金的傳統(tǒng)制造技術(shù)存在很多缺點(diǎn)，比如容易產(chǎn)生粘刀、崩刀，需要大型鍛壓設(shè)備，生產(chǎn)周期長，材料利用率低，制造成本高，而且難以制造復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)件等一系列問題。激光增材制造，也被稱為激光3D打印，是一種通過層層堆積的方式將數(shù)字化模型直接制造出實(shí)體零件的一種技術(shù)。為鈦合金制備提供了一種的低成本、短周期、高質(zhì)量的途徑，在航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。 本文主要采用同軸送粉和旁軸送絲兩種沉積方式進(jìn)行了TC4的激光增材制造研究，對兩種方式的工藝特性、組織、性能等方面進(jìn)行了研究，同時研究了熱處理工藝對成形件組織和性能的影響，最后對兩種方式進(jìn)行了比較。 在送粉式激光增材制造特性研究中，分析了激光功率、掃描速度等主要工藝參數(shù)對成形尺寸的影響規(guī)律，確立合理的工藝窗口范圍；在立體成形特性研究中，重點(diǎn)研究了柱狀晶定向外延生長的機(jī)理和工藝控制；對沉積態(tài)TC4進(jìn)行了室溫力學(xué)性能測試與評價。 通過金相、SEM組織觀察及斷口分析等手段研究了沉積態(tài)TC4的組織特征，表明其宏觀組織主要是定向生長的柱狀晶。微觀組織全是魏氏組織，同時還發(fā)現(xiàn)層帶組織的存在并解釋了其形成機(jī)理。對沉積態(tài)TC4進(jìn)行了熱處理工藝研究，并分析其組織和性能的演變。研究表明，通過熱處理工藝優(yōu)化后的TC4成形件綜合性能超過了鑄件、鍛件標(biāo)準(zhǔn)。 針對送絲式激光增材制造TC4存在的工藝難點(diǎn)，如光絲對中性、粘絲、絲的球化、層間未熔合等問題，，通過設(shè)備改進(jìn)和工藝優(yōu)化加以解決。研究了工藝參數(shù)對成形尺寸的影響規(guī)律，確立了送絲式的工藝窗口范圍；從工藝控制、組織特征和性能評價三方面對送絲式立體成形特性進(jìn)行了研究；從工藝窗口和內(nèi)部缺陷、組織和性能、尺寸精度和表面精度、效率、經(jīng)濟(jì)性五方面比較了送粉式和送絲式激光增材制造的優(yōu)缺點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：TC4鈦合金 激光增材制造 送粉和送絲 工藝 組織和性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG66
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 激光增材制造技術(shù)的原理及分類10-12
• 1.2.2 激光增材制造技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 送粉式激光增材制造鈦合金13-15
• 1.2.4 送絲式激光增材制造鈦合金15-17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 試驗(yàn)條件及方法18-23
• 2.1 試驗(yàn)材料18
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備18-20
• 2.3 激光增材制造過程20-21
• 2.4 組織觀察21
• 2.5 性能測試21-23
• 第3章 送粉式激光增材制造TC4 成形工藝特性研究23-38
• 3.1 引言23
• 3.2 基礎(chǔ)工藝特性23-26
• 3.3 立體成形工藝特性26-32
• 3.3.1 成形特征26-27
• 3.3.2 晶體定向生長技術(shù)及控制理論27-29
• 3.3.3 激光功率對柱狀晶形態(tài)的影響29-30
• 3.3.4 掃描速度對柱狀晶形態(tài)的影響30-31
• 3.3.5 掃描方向?qū)χ鶢罹螒B(tài)的影響31-32
• 3.4 成形件的性能評價32-36
• 3.4.1 不同激光功率下的力學(xué)性能32-33
• 3.4.2 不同掃描速度下的力學(xué)性能33-34
• 3.4.3 不同取樣方向下的力學(xué)性能34-36
• 3.4.4 不同掃描方式下的力學(xué)性能36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 送粉式激光增材制造TC4 組織及熱處理工藝研究38-52
• 4.1 引言38
• 4.2 鈦合金的組織與相變原理38-40
• 4.3 沉積層組織特征40-46
• 4.3.1 定向外延生長的柱狀晶40-41
• 4.3.2 魏氏組織的形成41-43
• 4.3.3 層帶的形成43-46
• 4.4 熱處理工藝對TC4 成形件組織和性能的影響46-51
• 4.4.1 熱處理原理及工藝46-48
• 4.4.2 熱處理后的力學(xué)性能48-49
• 4.4.3 熱處理后的組織演變49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 送絲式激光增材制造TC4 特性研究52-64
• 5.0 引言52
• 5.1 工藝難點(diǎn)與解決措施52-54
• 5.2 基礎(chǔ)工藝特性54-55
• 5.3 立體成形特性研究55-60
• 5.3.1 成形特性55-56
• 5.3.2 工藝控制與組織特征56-59
• 5.3.3 性能評價59-60
• 5.4 送粉式和送絲式的比較60-62
• 5.4.1 工藝窗口與內(nèi)部缺陷60-61
• 5.4.2 組織和性能61
• 5.4.3 尺寸精度和表面精度61-62
• 5.4.4 效率62
• 5.4.5 經(jīng)濟(jì)性62
• 5.6 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：送粉式和送絲式的鈦合金激光增材制造特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：325381