不同取向激光增材制造GH4169合金电子束焊接头组织和性能

对具有不同晶体取向(0°、45°和90°)的激光增材制造GH4169合金进行真空电子束对接焊接实验,分析了两侧母材不同晶体取向差情况下的焊缝金属组织和力学性能。结果表明:GH4169合金电子束焊缝组织的枝晶有明显择优取向,焊缝组织依托母材晶体连续生长,焊缝枝晶择优取向随母材晶体取向的变化而变化,0°和90°取向差焊缝组织呈从母材外延连续生长特征,而45°取向差焊缝枝晶组织出现取向转变。随两侧母材晶体取向差的增大,在焊缝中心区域和熔合线附近大角度晶界含量都呈现出先增大后减小的趋势。拉伸测试结果表明,焊接接头的抗拉强度随两侧母材晶体取向差增大而降低,分别为721.8、720.7和702 MPa,均低于母材737.2 MPa的抗拉强度。两侧母材不同取向差的焊缝区HV硬度值均在2650 MPa上下小幅波动。焊缝金属的塑性变形受焊缝各区域晶体取向影响,它的变化与大角度晶界含量有关,组织中软取向含量越多,金属组织变形量越大。焊缝中心线和熔合线在变形过程中的弯曲程度越大,焊接接头塑性越强。     

铝合金2A16的激光焊接工艺研究

以1.2mm厚2A16铝合金薄板为对象,研究了工作电流、焊接速度、离焦量、保护气体流量对焊缝成形的影响.焊后进行金相观察、显微硬度测定以及对焊缝组织中出现的弯曲状形貌进行研究和分析.结果表明:离焦量是影响是否焊透的主要参数.焊缝组织的弯曲状形貌是由于受到焊接热循环影响所得到的等温面与晶粒成长方向正交形成.焊缝为细晶组织,焊缝窄,热影响区小.     

激光增材修复K465高温合金裂纹控制研究

采用激光增材技术修复了损坏的K465镍基高温合金航空发动机涡轮叶片,研究了激光增材修复K465高温合金的裂纹特征,分析了开裂机理,并采取有效措施实现了裂纹控制。结果表明:激光增材修复K465合金的裂纹产生于热影响区,并沿晶界扩展到修复区中,为液化裂纹;热影响区晶界上的连续液膜来源于晶界上大尺寸γ′相的液化,且晶界液化过程中有γ-γ′共晶出现;利用Ansys软件进行应力场模拟的结果显示,基材及熔池之间存在较大热应力;通过同步预热基材,并采用优化的激光工艺参数,实现了K465高温合金单道多层结构的无裂纹激光增材修复。     

固溶处理对选区激光熔化AlSi10Mg合金激光焊孔隙缺陷的影响

针对选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金焊接过程中氢气孔敏感性高的问题,采用固溶脱氢与真空固溶脱氢的方法对比了脱氢处理对合金激光焊接接头孔隙缺陷的影响,分析了不同状态下激光焊焊缝气孔分布、组织演变及力学行为。结果表明,固溶处理能够有效减少选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金激光焊焊缝气孔率,且真空固溶处理效果最好,气孔率从沉积态激光焊接焊缝的2.64%降到真空固溶态焊缝的0.14%;通过对接头组织的演变与基板物相形态、成分的变化分析阐述了孔隙出现的原因,揭示了真空热处理是解决由于基板中预先存在的较高含量的氢导致焊缝氢气孔形成的有效方法。固溶后母材硬度明显下降,各试板焊缝的平均硬度为80HV,较为一致;固溶态试板焊接接头抗拉强度为143MPa,低于沉积态接头,但延伸率增加到了24%,表现为韧性断裂特征。     

激光立体成形和超声冲击混合制造Ti60合金的显微组织和性能（英文）

采用激光立体成形(LSF)和超声冲击处理(UIT)混合制造的方法，通过逐层强化表面，改善Ti60合金的结构和性能。采用SEM、TEM和XRD分析并比较UIT前后LSF处理Ti60样品的显微组织、力学性能和阻燃性能。结果表明，UIT后LSF处理Ti60合金的晶粒得到细化，冶金缺陷减少。同时，UIT后沉积层严重变形，并在表面形成纳米晶体。此外，沉积层表面显微硬度提高，残余应力由拉应力变为压应力。烧蚀坑面积减少了21%,Mo,Nb和Zr元素的比例增加。综上所述，LSF和UIT的混合制造可以改善LSF处理Ti60样品的显微组织和性能。     

环境氧含量对激光定向能量沉积TC4合金组织及性能的影响

研究了环境气氛氧含量对激光定向能量沉积TC4钛合金组织及力学性能的影响，通过OM、SEM和TEM及硬度试验、拉伸试验对成形试样的显微组织、力学性能和断口进行分析。结果表明：当成形气氛氧含量从50、500、 2000到5000μg/g逐渐提高，试样表面氧化程度增加，TC4钛合金试样表面颜色由银白色逐渐过渡到黄色、蓝色和深灰色；XRD图谱结果表明试块表面氧化物种类增多，氧化层的厚度也逐渐增加；试样显微组织逐渐由网篮状组织转变为针状马氏体α′组织，板条粗化，长宽比减小；TC4钛合金试样的硬度和室温抗拉强度随成形气氛氧含量的增加逐渐提高，受金属晶格畸变及冷却速度的影响，沉积态成形试样的抗拉强度由920 MPa增加到982 MPa，延伸率由12.4%减小到10.9%。     

扫描方式对GH4169合金电子束熔丝增材修复组织与性能的影响

采用电子束熔丝增材工艺修复GH4169合金试样，研究扫描方式（包括扫描波形和扫描频率）对电子束熔丝增材修复GH4169合金试样组织与性能的影响。利用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）观察修复试样的枝晶和Laves相形貌，并对室温拉伸性能进行分析。结果表明：不同扫描方式条件下的修复试样均成形良好，无气孔、未熔合等缺陷，修复区与母材之间为良好的冶金结合；无扫描、方形扫描、圆形扫描和S形扫描微观形貌均由外延生长的柱状晶组成；由于凝固速度和凝固方向的改变，Laves相尺寸变小，加入圆形扫描后Laves相由短链状和颗粒状转变为颗粒状分布，尺寸由11.39μm减小为4.34μm；半熔化区的宽度也由无扫描试样的45.46μm减小为圆形扫描方式的27.23μm。室温拉伸结果表明，与修复试样相比，母材试样的抗拉强度较低，但延伸率明显提高。加入扫描波形和扫描频率均能有效提高试样的力学性能，随着扫描频率增加，抗拉强度先是略有增加，然后急剧下降。在圆形扫描方式、 20 Hz条件下试样的抗拉强度最高，为932.42 MPa，较无扫描试样提高了87.51 MPa，延伸率达39.39%。