鈦/鋼層合板激光熔覆制備工藝及性能研究
發(fā)布時間:2022-01-03 09:28
工業(yè)純鈦作為表層,普通碳鋼或低合金鋼作為基體,以冶金狀態(tài)結(jié)合而成的鈦/鋼層合板作為純鈦板的替代品,既具有鈦的耐腐蝕性能,又具有碳鋼的強度和塑性,且可加工性能大大提高,而成本只有純鈦板的1/5.1/10,已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于石油化工和海水淡化等領(lǐng)域。目前工業(yè)生產(chǎn)金屬層合板的主要方法有爆炸法和軋制法,爆炸法不適用與生產(chǎn)總厚度10mm以下的層合板,國內(nèi)軋制法生產(chǎn)總厚度4mm以下的鈦/鋼層合板的技術(shù)尚不成熟。激光熔覆制備的不銹鋼-碳鋼層合板具有較好的結(jié)合強度,滿足相關(guān)技術(shù)標準,證明激光熔覆是制備總厚度較小的層合板的一種可行的方法。嘗試采用激光熔覆制備總厚度為2mm和3mm的鈦/鋼層合板,并對其組織和力學(xué)性能進行相關(guān)檢測分析,為提高界面結(jié)合力采用添加過渡層材料的方法。主要工作和結(jié)果如下:(1)研究激光工藝參數(shù)對熔覆層質(zhì)量的影響。通過實驗對比,單向送粉雙向掃描是較為合適的熔覆工藝方法。采用單因素法分析激光各工藝參數(shù)對熔覆層尺寸質(zhì)量的影響規(guī)律,確定合理的激光熔覆工藝參數(shù)范圍。采用正交試驗分析各工藝參數(shù)對熔覆層尺寸影響大小關(guān)系,并最終確定一組制備層合板的工藝參數(shù),最后采用一定的搭接系數(shù)進行激光熔覆搭接...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1鈦/鋼層合板在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用??
化皮和污拒。露出新鮮的基體表面,提高基體表面的激光吸收率,有利于激光溶覆過程??中覆層與基體間實現(xiàn)冶金結(jié)合。試驗用館覆層材料為工業(yè)純鐵球形粉末,粉末粒度為??45-90^im,如圖2.1所示;w和培覆層材料化學(xué)成分分別如表2.1和表2.2所示。試驗??前需要將待館覆的錢粉末放入到密閉的干燥箱內(nèi),在120°C的條件下進行2個小時以上??的供干處理,以除去粉末中的水分提高粉末的流動性,避免溶覆過程中出現(xiàn)粘粉甚至是??噴嘴堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。??I?-?0??P象?泰1??L?^?Q?I??f??^??-..?jOfk,、’、C?,?iUe??ISk?W2OOOO?um|?r|??沒.?攀?A?麵議??圖2.1工業(yè)純欽粉顆粒形貌??Fig.?2.1?The?morphology?of?commercial?pure?titanium?powder??-8-??
該試驗是在激光館覆成形系統(tǒng)上完成的,其系統(tǒng)由激光器、數(shù)控加工機床、送粉器、??同軸噴嘴和冷水機五部分構(gòu)成。其中,激光器為英國GSI?LUM0N1CS公司生產(chǎn)的輸出??連續(xù)波的JK1002型Nd:YAG固體激光器,如圖2.2所示。最小輸出的激光光斑直徑為??1mm,采用光纖傳輸,波長為〗064nni,峰值功率為2000W。??h?I?二"?“、;T????^Tm??,:丨:??圖2.?2?JK1002型Nd:YAG固體激光器??Fig.?2.2?JK1002?Nd:YAG?solid?laser??數(shù)控系統(tǒng)為新加坡RESEM公司所生產(chǎn)精密數(shù)控激光加工機床,如圖2.3所示???實現(xiàn)X、Y、Z、轉(zhuǎn)動、擺動的五軸聯(lián)動,其主要性能指標為:X-Y-Z軸的工作行程為??500x400x400mm,?X、Y軸的最大進給速度為lOm/min、Z軸的最大進給速度為5m/min,??-9-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]激光熔覆不銹鋼-碳鋼層合板的材料性能[J]. 高美娜,王續(xù)躍,徐文驥,郭東明. 激光與光電子學(xué)進展. 2014(07)
[2]退火溫度對鈦鋼軋制復(fù)合板組織和性能的影響[J]. 閻曉倩,江海濤,曾尚武,劉繼雄,段曉鴿. 材料熱處理學(xué)報. 2013(S1)
[3]鈦合金激光熔覆純鐵粉的熱力學(xué)與組織性能[J]. 段志宇,蘇鈺,李軍. 上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[4]爆炸焊接參數(shù)對鈦鋼復(fù)合板界面波的影響[J]. 王小緒,何勇. 南京理工大學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[5]鈦合金表面激光熔覆純鐵涂層顯微組織的研究[J]. 黃果,蘇鈺,段志宇,李軍. 上海金屬. 2013(02)
[6]加熱溫度對熱軋復(fù)合鈦/不銹鋼板結(jié)合性能的影響[J]. 王光磊,駱宗安,謝廣明,王立鵬,趙昆. 稀有金屬材料與工程. 2013(02)
[7]Nb4Si含量對激光熔覆Ti-Fe合金涂層組織和性能的影響[J]. 王銳,王存山. 中國激光. 2013(01)
[8]鈦-鋼爆炸復(fù)合板的微觀組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能[J]. 翟偉國,王少剛,羅傳孝. 壓力容器. 2012(09)
[9]純鈦表面激光熔覆鐵基耐磨涂層結(jié)構(gòu)及摩擦學(xué)性能(英文)[J]. 陳建敏,郭純,周健松. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(09)
[10]鈦/鋼復(fù)合板爆炸焊接實驗[J]. 張越舉,楊旭升,李曉杰,王勇,姚政,肖輝,趙恩軍. 爆炸與沖擊. 2012(01)
碩士論文
[1]鈦—鋼板材爆炸焊接工藝優(yōu)化與數(shù)值模擬[D]. 殷先偉.南京理工大學(xué) 2010
[2]鈦合金與不銹鋼脈沖加壓擴散連接工藝及界面結(jié)構(gòu)研究[D]. 袁新建.重慶大學(xué) 2006
[3]提高酒鋼Q345B板材屈服強度研究[D]. 張懷仁.西安建筑科技大學(xué) 2003
本文編號:3566024
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1鈦/鋼層合板在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用??
化皮和污拒。露出新鮮的基體表面,提高基體表面的激光吸收率,有利于激光溶覆過程??中覆層與基體間實現(xiàn)冶金結(jié)合。試驗用館覆層材料為工業(yè)純鐵球形粉末,粉末粒度為??45-90^im,如圖2.1所示;w和培覆層材料化學(xué)成分分別如表2.1和表2.2所示。試驗??前需要將待館覆的錢粉末放入到密閉的干燥箱內(nèi),在120°C的條件下進行2個小時以上??的供干處理,以除去粉末中的水分提高粉末的流動性,避免溶覆過程中出現(xiàn)粘粉甚至是??噴嘴堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。??I?-?0??P象?泰1??L?^?Q?I??f??^??-..?jOfk,、’、C?,?iUe??ISk?W2OOOO?um|?r|??沒.?攀?A?麵議??圖2.1工業(yè)純欽粉顆粒形貌??Fig.?2.1?The?morphology?of?commercial?pure?titanium?powder??-8-??
該試驗是在激光館覆成形系統(tǒng)上完成的,其系統(tǒng)由激光器、數(shù)控加工機床、送粉器、??同軸噴嘴和冷水機五部分構(gòu)成。其中,激光器為英國GSI?LUM0N1CS公司生產(chǎn)的輸出??連續(xù)波的JK1002型Nd:YAG固體激光器,如圖2.2所示。最小輸出的激光光斑直徑為??1mm,采用光纖傳輸,波長為〗064nni,峰值功率為2000W。??h?I?二"?“、;T????^Tm??,:丨:??圖2.?2?JK1002型Nd:YAG固體激光器??Fig.?2.2?JK1002?Nd:YAG?solid?laser??數(shù)控系統(tǒng)為新加坡RESEM公司所生產(chǎn)精密數(shù)控激光加工機床,如圖2.3所示???實現(xiàn)X、Y、Z、轉(zhuǎn)動、擺動的五軸聯(lián)動,其主要性能指標為:X-Y-Z軸的工作行程為??500x400x400mm,?X、Y軸的最大進給速度為lOm/min、Z軸的最大進給速度為5m/min,??-9-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]激光熔覆不銹鋼-碳鋼層合板的材料性能[J]. 高美娜,王續(xù)躍,徐文驥,郭東明. 激光與光電子學(xué)進展. 2014(07)
[2]退火溫度對鈦鋼軋制復(fù)合板組織和性能的影響[J]. 閻曉倩,江海濤,曾尚武,劉繼雄,段曉鴿. 材料熱處理學(xué)報. 2013(S1)
[3]鈦合金激光熔覆純鐵粉的熱力學(xué)與組織性能[J]. 段志宇,蘇鈺,李軍. 上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[4]爆炸焊接參數(shù)對鈦鋼復(fù)合板界面波的影響[J]. 王小緒,何勇. 南京理工大學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[5]鈦合金表面激光熔覆純鐵涂層顯微組織的研究[J]. 黃果,蘇鈺,段志宇,李軍. 上海金屬. 2013(02)
[6]加熱溫度對熱軋復(fù)合鈦/不銹鋼板結(jié)合性能的影響[J]. 王光磊,駱宗安,謝廣明,王立鵬,趙昆. 稀有金屬材料與工程. 2013(02)
[7]Nb4Si含量對激光熔覆Ti-Fe合金涂層組織和性能的影響[J]. 王銳,王存山. 中國激光. 2013(01)
[8]鈦-鋼爆炸復(fù)合板的微觀組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能[J]. 翟偉國,王少剛,羅傳孝. 壓力容器. 2012(09)
[9]純鈦表面激光熔覆鐵基耐磨涂層結(jié)構(gòu)及摩擦學(xué)性能(英文)[J]. 陳建敏,郭純,周健松. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(09)
[10]鈦/鋼復(fù)合板爆炸焊接實驗[J]. 張越舉,楊旭升,李曉杰,王勇,姚政,肖輝,趙恩軍. 爆炸與沖擊. 2012(01)
碩士論文
[1]鈦—鋼板材爆炸焊接工藝優(yōu)化與數(shù)值模擬[D]. 殷先偉.南京理工大學(xué) 2010
[2]鈦合金與不銹鋼脈沖加壓擴散連接工藝及界面結(jié)構(gòu)研究[D]. 袁新建.重慶大學(xué) 2006
[3]提高酒鋼Q345B板材屈服強度研究[D]. 張懷仁.西安建筑科技大學(xué) 2003
本文編號:3566024
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