同質(zhì)功能梯度構(gòu)件通過同種材料不同組織形態(tài)的空間布局實現(xiàn)其梯度性能,在航空航天、國防軍工及生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。激光增材制造由于其“分層制造、逐層疊加”的加工方式,極適合制造空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、組織成分空間布局的功能零件。然而,由于激光增材制造物理過程復(fù)雜、影響因素眾多,要獲得受控的梯度組織及性能尚存在極大的挑戰(zhàn)。目前,尚存在冶金缺陷多、局部凝固組織可控性差等問題,嚴(yán)重制約了此類功能梯度構(gòu)件的廣泛應(yīng)用。針對上述問題,本文以Inconel 718粉末為成形材料,采用連續(xù)與脈沖激光增材制造技術(shù)進行梯度組織的制備及工藝研究。主要研究了連續(xù)激光模式與脈沖激光模式下工藝參數(shù),如激光功率、掃描速度、送粉速率、脈沖頻率、占空比等對熔覆形貌、顯微組織及硬度的影響規(guī)律及機理,建立了工藝-組織-性能之間的聯(lián)系,并探索了梯度組織功能部件的制造方法,旨在為梯度組織功能部件的制造提供工藝指導(dǎo)與實驗支撐。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)采用正交試驗和單因素試驗分別研究了連續(xù)激光模式下功率、掃描速度、送粉速率和脈沖激光模式下,功率、掃描速度、送粉速率、脈沖頻率、占空比等參數(shù)對宏觀形貌、顯微組織和力學(xué)性能的影響。研究...

【文章來源】： 湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 激光增材制造技術(shù)原理與特點
    1.3 鎳基合金功能梯度材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 激光增材制造鎳基高溫合金的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用
        1.4.1 激光增材制造鎳基合金的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 激光增材制造鎳基高溫合金的應(yīng)用
    1.5 本課題研究目的和主要內(nèi)容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 本課題主要的研究內(nèi)容
第2章 實驗材料、設(shè)備和方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗設(shè)備
    2.3 試驗方法
    2.4 檢測方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 連續(xù)激光工藝參數(shù)對成形及組織性能的影響
    3.1 引言
    3.2 連續(xù)激光工藝參數(shù)對熔覆形貌的影響
    3.3 連續(xù)激光工藝參數(shù)對組織、性能的影響
        3.3.1 連續(xù)激光下功率對組織性能的影響
        3.3.2 連續(xù)激光掃描速率對組織性能的影響
        3.3.3 連續(xù)激光送粉速率對組織性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 脈沖激光工藝參數(shù)對成形及組織性能的影響
    4.1 引言
    4.2 脈沖激光工藝參數(shù)對熔覆形貌的影響
    4.3 脈沖激光工藝參數(shù)對熔池搭接率及表面平整度的影響
        4.3.1 熔池搭接狀態(tài)及測量
        4.3.2 脈沖工藝參數(shù)對熔池搭接率的影響
        4.3.3 熔池搭接率對表面平整度的影響
    4.4 脈沖激光工藝對組織、性能的影響
        4.4.1 脈沖激光功率對組織、性能的影響
        4.4.2 脈沖激光掃描速度對組織、性能的影響
        4.4.3 脈沖占空比對組織、性能的影響
        4.4.4 脈沖激光頻率對組織、性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 梯度組織實驗
    5.1 引言
    5.2 梯度實驗的工藝參數(shù)優(yōu)化
        5.2.1 梯度小體工藝參數(shù)的優(yōu)化
        5.2.2 梯度小體道間搭接率的選擇
    5.3 鎳基高溫合金組織梯度塊體實驗
        5.3.1 梯度塊體的顯微組織
        5.3.2 梯度小體的顯微硬度
    5.4 鎳基合金組織梯度圓環(huán)實驗
        5.4.1 梯度圓環(huán)的顯微組織
        5.4.2 梯度圓環(huán)的顯微硬度
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]離焦量對激光熔覆層組織及性能的影響 [J]. 邱星武.  精密成形工程. 2017(02)
[4]激光金屬直接成形中形貌自穩(wěn)定效應(yīng)的研究 [J]. 皮剛,張安峰,朱剛賢,李滌塵,盧秉恒.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2010(11)
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[6]連續(xù)/脈沖CO2激光熔覆高溫合金K403 [J]. 鐘如濤,熊征.  中國激光. 2010(03)
[7]功能梯度材料的制備、應(yīng)用及發(fā)展趨勢 [J]. 徐娜,李晨希,李榮德,尹紅霞.  材料保護. 2008(05)
[8]激光熔覆沉積制備多層316L不銹鋼-Stellite31合金梯度功能材料 [J]. 張永忠,席明哲,石力開.  金屬熱處理. 2007(09)
[9]激光直接制造金屬零件技術(shù)發(fā)展綜述 [J]. 張冬云.  中國機械工程. 2006(S2)
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博士論文
[1]激光熔覆INCONEL 718合金涂層的成分偏聚與強化機理研究[D]. 張堯成.上海交通大學(xué). 2013
[2]高推重比航空發(fā)動機整體精鑄燃燒室機匣用高強度高溫合金研究[D]. 陳偉.南京理工大學(xué). 2007

碩士論文
[1]激光熔覆成形316L有角度薄壁件的工藝研究[D]. 馬婧.石家莊鐵道大學(xué). 2016
[2]激光快速成形316L/Inconel718功能梯度材料的研究[D]. 梁曉康.大連理工大學(xué). 2010



本文編號：3536568