金屬增材制造過程中材料溫度變化劇烈、行為復(fù)雜,特殊的工藝特點(diǎn)使零件中不可避免地出現(xiàn)各類缺陷,包括表面及內(nèi)部缺陷,嚴(yán)重危害零件性能,成為阻礙金屬增材制造技術(shù)發(fā)展的重要因素,限制了該技術(shù)在關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用.及時(shí)獲取缺陷信息有助于調(diào)整工藝參數(shù)、改進(jìn)制造過程,進(jìn)而提升零件品質(zhì),同時(shí)缺陷信息也可用于指導(dǎo)零件的后續(xù)加工和處理.因此研究缺陷的成形機(jī)理及相應(yīng)檢測技術(shù)對于提升金屬增材制造技術(shù)水平具有重要意義.針對這一熱點(diǎn)問題,本文首先對金屬增材制造中的常見缺陷類型做簡要梳理,總結(jié)其主要表現(xiàn)形式及成因.隨后綜述近年來金屬增材制造缺陷檢測領(lǐng)域具有代表性的研究工作,主要針對過程特征量監(jiān)測和在線無損檢測兩方面,并簡述不同技術(shù)的應(yīng)用范圍.最后對缺陷檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望.文章指出金屬增材制造零件的質(zhì)量提升可以通過檢測方法和技術(shù)予以保障,目前眾多的檢測方法在精度及實(shí)時(shí)性等方面尚未滿足實(shí)際使用要求,缺陷檢測技術(shù)將向集成化和智能化等方向發(fā)展. 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,52(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

零件表面球化現(xiàn)象顯微圖[9]

夾雜缺陷指零件中夾雜了與基體材料成分不同的其他金屬如W、Mo、Nb、Ta等;或指基體中包含與周圍組織有所區(qū)別的碳化物或氧化物組織.前者形態(tài)可為顆粒狀及塊狀,肉眼下可表現(xiàn)為比基體材料更亮的組織[14];后者形態(tài)則一般為月牙形,常為包含未融粉末顆粒及氧化物的黑白相交的組織[18].兩種夾雜缺陷的顯微圖示例分別如圖3(a)、(b)所示.夾雜缺陷會使分布在其周圍的基體材料的成分及組織發(fā)生變化,在外加應(yīng)力場作用下,微孔及裂紋更易在夾雜物與基體材料交界處形核,進(jìn)而影響零件疲勞壽命.這類缺陷一般產(chǎn)生于受污染的金屬原材料.制造工藝參數(shù)如熱源能量密度、保護(hù)氣體流速等選擇不合理也會導(dǎo)致其發(fā)生[18].圖3 夾雜缺陷顯微圖像

圖2 未熔合缺陷顯微圖像[17]冷隔缺陷表現(xiàn)為金屬增材制造零件中不規(guī)則的缺肉形態(tài),屬于材料的體缺陷類型.冷隔缺陷尺寸一般較大,大部分區(qū)域具有光滑表面,部分區(qū)域表面不平整[13].冷隔缺陷形成的根本原因?yàn)榱慵尚瓦^程中補(bǔ)縮無法充分進(jìn)行.若局部區(qū)域內(nèi)存在小尺寸氧化物顆粒則熔池液體的流動匯合會受到進(jìn)一步阻礙,增加冷隔缺陷出現(xiàn)的可能.增材制造過程中冷隔缺陷形成的直接原因可能為熱源功率不足或打印參數(shù)設(shè)置不合理,致使液態(tài)金屬流動性不足;或原材料受到污染使液態(tài)金屬難以匯合.冷隔缺陷同樣會引起應(yīng)力集中現(xiàn)象,促使裂紋萌生,進(jìn)而影響零件疲勞性能.

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
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碩士論文
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本文編號：3390517