激光熔化沉积Ti60合金、TiCp/Ti60复合材料的高温拉伸持久寿命及断裂过程

通过激光熔化沉积工艺制备出Ti60合金和质量分数为5%的TiCp/Ti60复合材料,分析比较了两种材料的微观组织及高温(600 ℃)拉伸持久性能。结果表明,所沉积TiCp/Ti60复合材料中初生TiC呈树枝晶分布于原始β晶界,共晶TiC呈颗粒状分布于α -Ti板条间,TiC的存在导致基体组织细化。TiCp/Ti60复合材料较基体合金具有更加优异的高温(600 ℃)拉伸持久寿命,其高温拉伸持久断裂过程为：增强体与基体界面脱粘、α -Ti/β -Ti的界面处微孔形核、长大、横向扩展及连接,最终导致复合材料的失效。     

激光成形修复Ti60合金组织与性能研究

利用金相分析、维氏硬度、X射线衍射、室温和高温(600℃)静载拉伸等方法,对整体叶盘候选材料Ti60合金进行激光成形修复组织与性能的研究.研究发现:激光成形修复后,修复区与锻件基体形成致密的冶金结合,热影响区的组织从锻件的双态组织逐步过渡到激光修复区的魏氏组织.激光成形沉积态修复区的硬度高于锻件基体,热影响区的硬度处于两者之间,经过退火(650℃,2h/空冷),激光修复区硬度减小;激光修复结合面测试试样室温和600℃高温拉伸测试都断裂在锻件基体;不同修复体积(10%,20%、50%和80%)的试样室温和高温(600℃)强度高于锻造态,室温塑性比锻造态低,而高温塑性与锻造态相当.     

激光熔化沉积Ti_2AlNb基合金的显微组织和拉伸性能

通过激光熔化沉积同步输送的Ti-22Al-25Nb合金粉末,在TA15钛合金基板上制备出Ti2AlNb基合金薄壁试样,分析了沉积态和热处理态Ti2AlNb基合金的微观组织、相组成,测试了沿沉积扫描方向热处理态材料在室温25℃和高温750℃下的拉伸性能。结果表明,激光熔化沉积Ti2AlNb基合金组织致密,沉积态和热处理态均由B2,α2和O相组成,热处理状态下,激光熔化沉积Ti2AlNb基合金室温和750℃下抗拉强度分别为1012 MPa和702MPa,延伸率分别为1.8%和2.2%。     

激光熔化沉积TiC/CaF2/Inconel 718复合材料的组织及高温摩擦磨损性能

采用激光熔化沉积技术制备了TiC/CaF2/Inconel 718高温合金基高温耐磨自润滑复合材料,对其显微组织、显微硬度及高温干滑动摩擦磨损性能进行了研究,探讨了其高温磨损机理。结果表明:复合材料的显微组织由TiC、CaF2、Cr7C3、γ″-Ni3Nb和γ-(Ni,Fe)构成,原位自生TiC初生相和细小CaF2/TiC共晶弥散分布在被Cr7C3和γ″-Ni3Nb等超细高温相强化的γ-(Ni,Fe)固溶体基体上;复合材料的平均显微硬度为820 HV;与激光熔化沉积Inconel 718对比样相比,复合材料具有良好的高温耐磨性及低且稳定的摩擦因数,复合材料优异的高温摩擦磨损性能源自于其合理的显微组织结构。     

热等静压对激光直接沉积Ti60 合金组织与拉伸性能的影响

利用激光直接沉积技术成形Ti60 合金,研究热等静压双重退火对激光直接沉积Ti60 合金缺陷、组织及拉伸性能的影响。结果表明:激光直接沉积Ti60 合金存在气孔和未熔合两种缺陷,经热等静压处理后,气孔和尺寸较小的未熔合缺陷消除;沉积态试样底部和中部为柱状晶,顶部为等轴晶,显微组织为魏氏组织,由板条和板条间组成;经热等静压双重退火处理后,晶界消融,大部分原始晶界消失,板条粗化,长宽比减小,显微组织变为网篮组织;与锻件相比,沉积态试样拉伸强度较高,塑性较低,经热等静压双重退火处理后,其塑性达到了锻件标准。     

0Cr18Ni10Ti不锈钢表面激光熔化沉积420不锈钢的组织及性能

采用同轴送粉激光熔化沉积方法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出420不锈钢的多层涂层及薄壁样,着重分析了沉积涂层的微观组织、硬度、界面结合情况及抗腐蚀性能.结果表明,激光熔化沉积的420不锈钢为单相α马氏体,沉积材料内部组织致密均匀,沉积材料的硬度在47-51HRC;沉积涂层与基体为完全冶金结合,沿沉积高度方向沉积材料的拉伸强度及界面的结合强度均大于基体材料的强度,界面结合强度达790MPa;与基体材料相比,所沉积420不锈钢的自腐蚀电位低、极化电阻小,抗腐蚀性稍差,该涂层可用于低腐蚀环境下0Cr18Ni10Ti不锈钢表面的强化及420不锈钢零件的修复.     

激光熔敷Ti5Si3/NiTi金属间化合物复合材料涂层组织与高温抗氧化性能研究

以Ti—Si—Ni混合合金粉末为原料,利用激光熔敷技术,在高温、高强钛合金BT9表面制得了以金属间化合物Ti5Si3为强化相、以金属间化合物NiTi为基体的金属间化合物快速凝固高温抗氧化复合材料涂层。在1000℃恒温氧化50小时的试验条件下测试了涂层的抗氧化性及氧化动力学曲线,分析了复合材料涂层及氧化膜的显微组织结构及相组成。     

激光熔覆工艺参数对Ti/SiC复合涂层显微硬度和磨损性能的影响

为解决如轴承、齿轮、连杆等45钢构件,在高温高压环境下于交变载荷作用下失效的问题,将Ti和SiC粉末预设在45钢基体表面后进行激光熔覆制备Ti+SiC复合涂层,通过改变在激光熔覆过程中的激光功率、扫描速度等工艺参数,研究了工艺参数对复合涂层微观组织演变、微观结构和表面性能影响的一般规律。结果表明：涂层由Ti₅Si₃、TiC、TiSi、Fe₂C、Fe₂SiTi、Fe、Ti等相组成;原位形成的络合物TiC显著提高了基体表面的耐磨性能;与45钢基体相比,试样3复合涂层表面的耐磨性提高了36.64倍以上,显微硬度也有显著提高(约5.54倍)。由此可知,随着激光比能的增加(从4.5 kJ/cm~2增加到5.8 kJ/cm~2),TiC相更容易形成,钛基复合涂层的综合性能得到提高。但过高的激光比能会抑制TiC相的形成,从而降低耐磨性,因此激光比能应限制在一定范围内。     

激光修复热影响区深度对TC17-TC11双合金拉伸性能的影响

以TC17合金锻件为基材,采用激光修复工艺方法,在其上沉积TC11合金粉末,制备TC17-TC11双合金修复试样,在双合金界面处靠近TC17锻件基体一侧观察到一定深度的热影响区。通过调整激光修复工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉率),构造不同深度的热影响区,探讨热影响区深度对激光修复试样高温拉伸性能的影响。研究结果表明,高温拉伸时,修复试样表现为滑移分离型断裂,由于α/β两相的应变不协调,拉伸时裂纹萌生于TC11合金α/β相界面,其中热影响区深度为5 mm修复试样的强度和塑性匹配度好。随着热影响区深度的增加,修复试样的强度值呈现先升后降的趋势,热影响区深度为2 mm修复试样的抗拉强度最大,但其塑性较差。     

激光熔化沉积γ-TiAl合金的组织及力学性能

通过激光熔化同步输送的Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.5W-0.15B合金粉末,在TC4钛合金基板上逐层沉积制备出γ-TiAl合金的薄壁样品,分析了所沉积材料的开裂行为、微观组织、相组成及力学性能。结果表明,激光熔化沉积的γ-TiAl合金具有较高的开裂倾向,缩短激光扫描沉积的长度及引入具有较高韧性的钛合金作为过渡材料,可大大减缓薄壁沉积时的温度梯度和热应力,从而避免开裂的发生;激光熔化沉积γ-TiAl合金的内部组织致密,由2α+γ的层片状晶团及少量γ相组成,层片晶团的尺寸约10μm;沉积状态下,沿薄壁长度及高度方向的室温抗拉强度分别为810MPa和575 MPa,沿高度方向750℃下和长度方向850℃下的高温拉伸强度分别为550 MPa和625 MPa。     

实用自动调谐的钛宝石激光器

本文阐述了实用型自动调谐的钛宝石激光器的设计,用Nd:YAG倍频的脉冲激光泵浦,在10Hz的重复频率下获得单脉冲最高输出能量为60mJ,效率为37.5%.     

可调谐Ti：Al2O3激光器

本文以速率方程为基础对脉冲Ti:Al_2O_3激光器进行了初步的研究,并对输出激光与泵浦光之间的时间延迟以及激光器的特性进行探讨,给出了实验结果。     

准连续波掺钛蓝宝石激光器的研究

采用三镜驻波腔和四镜驻波腔,以声光调Q内腔倍频Nd：YAG激光泵浦钛宝石激光器．实现了钛宝石激光器的准连续运转。当输出镜透过率为20％,泵浦光平均功率为7W时,获得钛宝石激光最大输出平均功率为0．95W,转换效率为13．6％,同时实现了720—820nm波长的连续调谐输出。     

可调谐的双波长钛宝石激光器

一台可调谐钛宝石激光器两个波长同时运转,在数ns以内同步,相对波长差最大可达55nm。观测到明显的两种波长激光的竞争和关联。由BBO实现了两波的和频与倍频。     

双向泵浦的高功率高效率钛宝石激光器

用脉冲调Ｑ的Ｎｄ：ＹＡＧ倍频激光器对一块１０．３ｍｍ长的钛宝石晶体实行双向泵浦，获得了８８ｍＪ的脉冲输出能量，３８．５％的转换效率和０．００３ｎｍ的线宽。     

钛宝石激光器的性能同元件参数的关系

根据纵向泵浦激光器优化理论，计算不同FOM值钛宝石的最佳斜率效率，不同Q值钛宝石在不同泵浦功率条件下应取的合适长度和输出镜参数，由它可能产生的最大输出功率及所需阈值。讨论了性能提高的可能性。     

脉冲钛宝石激光器动力学特性的理论及实验研究

本文采用速率方程理论，比较全面详细地分析计算了脉冲钛宝石激光器的动力学特性。在实用参数范围内，给出了输出参数与泵浦参数的关系。采用这些结果可以统一解释以往文献报道的结果并与我们自己的实验数据相一致，证明了该方法的正确性和参数选择及近似处理的合理性。     

钛宝石环形激光器的实验研究

在连续钛宝石环形激光腔中，无光学单向器时存在相向传播的两束光波，有两个对应的输出光束。用平面镜反馈回其中一束，可实现环形腔的行波激光运转。本文给出了该结构钛宝石激光器的输入一输出关系、双向波功率比随泵浦功率和输出耦合率的变化、外腔棱镜调谐特性，以及腔内插入标准具进行线宽压窄的实验结果。