【摘要】：本文研究中利用選區(qū)激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)工藝分別制備了純Inconel 718和TiC/Inconel 718納米復(fù)合材料塊體試樣。研究了激光工藝參數(shù)對成形試樣表面形貌、致密度、物相以及顯微組織演變的影響,探討了激光加工工藝參數(shù)對成形試樣顯微硬度、摩擦磨損以及高溫氧化特性的作用機制。論文主要研究結(jié)論如下述:本文在不同SLM工藝參數(shù)下成形了Inconel 718粉末并制備了塊體試樣。在輸入激光能量較低時,成形試樣表面產(chǎn)生開孔以及“球化現(xiàn)象”等冶金缺陷,降低了成形試樣的致密度。隨輸入激光能量的提高,成形試樣逐漸趨于致密,且成形試樣顯微組織逐漸均勻細化。在優(yōu)化激光加工工藝參數(shù)下,SLM成形Inconel 718試樣與傳統(tǒng)加工方式制備試樣相比具有優(yōu)異的力學(xué)性能。在以上研究基礎(chǔ)上,通過工藝參數(shù)進一步優(yōu)化,利用SLM工藝制備了相對致密度較高的純Inconel 718試樣并進行了高溫氧化性能測試分析。研究發(fā)現(xiàn),SLM成形純Inconel718試樣高溫氧化測試后氧化膜中主要包含粒狀的Cr2O3相以及少量的尖晶石相,氧化層結(jié)構(gòu)主要包括外氧化層以及內(nèi)氧化區(qū)兩部分。涉及到的氧化機制主要包括初始階段的化學(xué)吸附機制以及隨后階段氧化過程中的擴散機制,氧化過程主要是由易氧化金屬元素沿晶界向外擴散以及氧元素向基體內(nèi)部擴散并隨后發(fā)生反應(yīng)控制。分析可知,致密度的提高以及晶粒細化是成形試樣高溫氧化性能提高的關(guān)鍵因素。本文通過向Inconel 718基體中加入納米TiC陶瓷顆粒增強相,并利用SLM工藝制備了組織均勻、性能優(yōu)異的TiC/Inconel 718納米復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)輸入激光能量不足時,成形試樣中產(chǎn)生大量冶金缺陷,成形試樣的致密度較低。隨輸入激光能量的合理增加,成形納米復(fù)合材料中的顯微組織逐漸均勻細化,增強相顆粒在基體中均勻分布,成形試樣的力學(xué)性能以及高溫氧化性能顯著提高。同時,與SLM成形純Inconel 718試樣的性能相比,其力學(xué)性能與高溫氧化性能也有了一定程度的提高。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG665;TG132.3;TB33
【圖文】：

SLS成形系統(tǒng)示意圖

用多組元粉末系統(tǒng)，其中包含一種低熔點粉末組元熔化后充當(dāng)粘結(jié)相，用以粘結(jié)表面熔化的高熔點金屬粉末（結(jié)構(gòu)相），并通過熔化低熔點相來粘結(jié)高熔點結(jié)構(gòu)續(xù)結(jié)構(gòu)部件。因此，SLS 成形前會將低熔點粉體材料和高熔點的粉體材料充分混合也會將低熔點材料“包裹”到高熔點材料的表面。其冶金過程的機理圖如圖 1.2

其中低熔點 Cu 作為粘結(jié)相，熱熔膠包覆的 Mo 粉末作為結(jié)構(gòu)相。經(jīng)過脫脂、高溫?zé)凉B銅處理后，研究發(fā)現(xiàn)室溫組織主要由基體 Mo、Cu 相構(gòu)成，且基體組織呈網(wǎng)狀交織分布（圖 1.3a）。Shen[31]等人對 316L 不銹鋼和造孔劑的混合粉末進行了 SLS 制備“藕孔材料的研究，并獲得了孔隙分布均勻、孔隙貫通性良好的“藕狀”多孔結(jié)構(gòu) (圖 1.3(a) (b)

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李惠萍;發(fā)動機用耐高溫合金[J];中國鉬業(yè);2000年01期

2 李惠萍;新型耐高溫合金[J];中國鉬業(yè);2003年03期

3 李有觀;新型耐高溫合金[J];世界有色金屬;2004年05期

4 李連清;高溫合金超塑切削[J];宇航材料工藝;2005年03期

5 ;關(guān)于召開“第十一屆中國高溫合金年會暨高溫合金國際研討會”的第一輪征文通知[J];中國冶金;2006年10期

6 董健;;鎂在高溫合金中的作用及控制[J];黑龍江冶金;2009年04期

7 郭建亭;;高溫合金在能源工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J];金屬學(xué)報;2010年05期

8 師昌緒;仲增墉;;我國高溫合金的發(fā)展與創(chuàng)新[J];金屬學(xué)報;2010年11期

9 郭建亭;周蘭章;袁超;侯介山;秦學(xué)智;;我國獨創(chuàng)和獨具特色的幾種高溫合金的組織和性能[J];中國有色金屬學(xué)報;2011年02期

10 尹志冬;戴斌煜;劉智彬;商景利;王薇薇;;高溫合金凈化技術(shù)研究現(xiàn)狀[J];鑄造;2011年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 仲增墉;;前言[A];動力與能源用高溫結(jié)構(gòu)材料——第十一屆中國高溫合金年會論文集[C];2007年

2 荀淑玲;閆忠強;王娟輝;王曉梅;胡敏藝;王江;;微量元素硼在高溫合金中的作用[A];低碳經(jīng)濟條件下重有色金屬冶金技術(shù)發(fā)展研討會——暨重冶學(xué)委會第六屆委員會成立大會論文集[C];2010年

3 馮滌;韓雅芳;;高溫合金及其相關(guān)材料的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢[A];中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2006）——航空航天材料專輯[C];2006年

4 劉慶斌;盧翠芬;李冬玲;;一種高鉻高溫合金的物理化學(xué)相分析[A];動力與能源用高溫結(jié)構(gòu)材料——第十一屆中國高溫合金年會論文集[C];2007年

5 龐曉輝;劉平;楊軍紅;;高溫合金中錸元素的分析測定[A];動力與能源用高溫結(jié)構(gòu)材料——第十一屆中國高溫合金年會論文集[C];2007年

6 龐曉輝;楊軍紅;劉平;;石墨爐原子吸收光譜法測定高溫合金中痕量硒[A];第三屆科學(xué)儀器前沿技術(shù)及應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2006年

7 孫曉峰;;我國高溫合金材料設(shè)計與制備基礎(chǔ)研究進展[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

8 ;序[A];第十二屆中國高溫合金年會論文集[C];2011年

9 張勇;張國慶;李周;劉娜;袁華;許文勇;高正江;王孝平;P.S.Grant;;噴射成形高溫合金組織演變過程試驗研究[A];第十二屆中國高溫合金年會論文集[C];2011年

10 李其娟;;21世紀(jì)定向凝固高溫合金使用展望[A];面向21世紀(jì)的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 木牛;航天工業(yè)與高溫合金[N];中國冶金報;2000年

2 常宗華;第十屆中國高溫合金學(xué)術(shù)年會暨21世紀(jì)先進高溫合金生產(chǎn)和應(yīng)用國際研討會舉行[N];世界金屬導(dǎo)報;2004年

3 黃秀聲;我國高溫合金已形成自主體系[N];中國冶金報;2006年

4 記者　 瞿劍;我國高溫合金形成自主體系[N];科技日報;2006年

5 證券時報記者 劉楊　彭志華;鋼研高納 打造世界級高溫合金企業(yè)[N];證券時報;2010年

6 李翠紅 徐愛黨;新中國第一爐高溫合金在撫鋼誕生[N];中國冶金報;2009年

7 杭材;先進高溫合金——制造先進發(fā)動機的基石[N];中國航空報;2012年

8 羅之樝 本報記者 陳巖;我省研發(fā)出高純凈度冶煉高溫合金技術(shù)[N];四川日報;2014年

9 申銀萬國 葉培培 徐若旭;工信部重點扶持新材料產(chǎn)業(yè) 看好高溫合金行業(yè)成長性[N];通信信息報;2014年

10 張輝;“高溫合金之王”在丹陽成功生產(chǎn)[N];鎮(zhèn)江日報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 玄偉東;高溫合金定向凝固雜晶形成規(guī)律及其控制研究[D];上海大學(xué);2013年

2 趙坦;第二代定向柱晶高溫合金DZ59研究[D];南京理工大學(xué);2009年

3 楊舒宇;Co-Al-W基高溫合金熱力學(xué)分析及合金設(shè)計[D];東北大學(xué);2012年

4 金文中;K417高溫合金真空熔鑄凝固過程的電磁控制[D];大連理工大學(xué);2008年

5 陳偉;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];南京理工大學(xué);2007年

6 楊愛民;K4169高溫合金組織細化及性能優(yōu)化研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

7 劉峰;DD3高溫合金的深過冷快速凝固及其快速凝固用特殊涂層[D];西北工業(yè)大學(xué);2001年

8 徐裕來;超超臨界汽輪機葉片用高溫合金Nimonic 80A成分優(yōu)化、微結(jié)構(gòu)及其高溫強化機理研究[D];上海大學(xué);2013年

9 杜俊平;Ni基單晶模型高溫合金中多組元勢的構(gòu)建及應(yīng)用[D];鋼鐵研究總院;2014年

10 嚴(yán)衛(wèi)東;鋁合金及高溫合金鑄件凝固過程中晶粒組織形成的計算機模擬[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 祝恩鑫;IN690高溫合金熱擠壓工藝及組織演變規(guī)律研究[D];沈陽理工大學(xué);2015年

2 許明;P添加對K984G鑄造合金組織和性能的影響[D];沈陽理工大學(xué);2015年

3 于振龍;IN625高溫合金成分優(yōu)化及熱處理工藝的研究[D];沈陽理工大學(xué);2015年

4 嚴(yán)振;殘余應(yīng)力場及表面完整性對TC11鈦合金和高溫合金疲勞性能的影響[D];貴州大學(xué);2015年

5 謝小華;脈沖磁場和機械振動作用下細化K4169高溫合金晶粒的研究[D];南昌航空大學(xué);2014年

6 夏衛(wèi);亞快速凝固K424高溫合金及其沉淀相析出規(guī)律研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

7 陳陽;高溫合金GH4169的“電解—約束刻蝕”復(fù)合電化學(xué)加工研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

8 劉洋;大孔樹脂從高溫金屬廢液中吸附Re的行為及其應(yīng)用[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2016年

9 丁關(guān)錦;高溫合金GH4169 U形密封圈切削加工性的研究[D];上海交通大學(xué);2014年

10 劉瑞毅;GH4169高溫合金組織與性能的研究[D];東華大學(xué);2013年

本文編號：2755476