原料粉末对NiTi的选区激光熔化成形件性能的影响

分别以Ni+Ti元素混合粉末和NiTi预合金粉末为原料,采用选区激光熔化工艺打印成形.重点研究了在相同打印工艺参数下原料粉末对成形件致密度、物相组成、显微组织、显微硬度的影响,从而反馈说明所用打印粉末对成形件性能的影响.结果 表明:在相同打印工艺参数下,整体上NiTi预合金粉末成形件的致密度较高,而Ni+Ti混合粉末成形件的显微硬度较高.对于同一种粉末,随着能量密度的增大,成形件的致密度先增大后减小,而显微硬度先减小后增大.NiTi预合金粉末成形件有致密的微观结构且相分布均匀,但存在少量孔隙.Ni+Ti混合粉末成形件的微观结构有和构建方向垂直的贯穿式裂纹以及不均匀的基体相,但几乎没有孔隙.     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压（ECAP）Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸力学性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度分别达到250 MPa、20.5%和61.3 HV9.8,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

高体积分数SiCp/A356复合材料的显微组织和电导率

铝基复合材料在电子封装领域存在着潜在的应用前景。为获得高体积分数的铝基复合材料,利用压力浸渗法制备了高体积分数SiC颗粒增强A356复合材料(SiC_p/A356),通过金相显微镜、XRD、SEM和EDS等分析手段对其物相、显微结构和电导率进行了表征。结果表明:用该方法制备的SiC_p/A356复合材料组织致密,颗粒分布均匀,界面结合性能较好;SiC增强颗粒与A356基体界面反应控制良好,仅有少量Al4C3脆性相生成。SiC粉体经颗粒表面氧化处理在其表面生成一层SiO_2薄膜,虽抑制了界面反应的发生,但也使复合材料的收缩减小,电阻率增大,导电性能变差。     

金属选区激光熔化的研究现状

金属3D打印是目前增材制造技术中最具发展潜力和最前沿的技术。选区激光熔化(SLM)是金属3D打印的重要分支,在传统方法无法制造的复杂异型结构件及工件制造的快速响应上具有极大优势,可解决传统方法加工过程中存在的长周期、高成本、难加工等技术难题,加工出传统制造方式无法加工的复杂金属零件。主要分析总结了目前选区激光熔化所涉及的基本原理、成型设备、材料特性、工艺参数和制造过程中常见的孔隙、球化、应力应变等问题,最后对金属3D打印的发展前景进行了展望。     

热处理对选区激光熔化17-4PH不锈钢力学性能的影响

对选区激光熔化成形的17-4PH不锈钢分别进行真空热处理、热等静压高压淬火处理和组合热处理(热等静压固溶后快淬和马弗炉时效后水冷),在1040℃固溶处理2 h和在480℃时效4 h,观察其显微组织并研究了热处理对其力学性能的影响。结果表明,17-4PH不锈钢由回火马氏体和淬火马氏体组成,热处理后沉淀相弥散分布于晶粒内部,其颗粒尺寸为100~150 nm。真空热处理使合金内部孔隙的尺寸减小到3~7 μm,而热等静压使内部孔隙几乎完全闭合,使钢的密度基本上达到理论值。真空热处理+水淬使沉积态17-4PH不锈钢的抗拉强度和硬度都显著提高(分别提高到1300 MPa和448.5HV);热等静压在提高沉积态17-4PH不锈钢抗拉强度的同时使其延伸率显著提高到22.4%。断口分析结果表明,沉积态和热等静压样品的断口形貌为典型的韧性断裂,热等静压样品的韧窝更深、尺寸更大。真空热处理和组合热处理样品的断口形貌具有部分脆性断裂的特征且出现裂纹,与沉积态相比塑性略有降低。     

热作模具用H13和Dievar钢的热疲劳性能

对比研究了回火温度对热作模具用H13和Dievar钢热疲劳性能的影响。H13和Dievar钢经过520、580和640 ℃回火处理后,采用自主搭建的Uddeholm自约束疲劳试验装置分别对试样进行1000次热疲劳试验,并用热疲劳损伤因子对热疲劳损伤过程进行定量描述。结果表明,在相同回火温度下,Dievar钢具有较低的硬度和较高的冲击性能,抗疲劳性能优于H13钢。H13和Dievar钢在580 ℃ 回火处理后,碳化物尺寸分别约为10.1 μm和6.3 μm,H13钢碳化物含量高且尺寸大,导致韧性和抗热疲劳性能降低。     

SLM打印成形CoCrMo合金牙冠的表面粗糙度和硬度优化

为了改善选区激光熔化打印成形的CoCrMo合金牙冠的表面粗糙度和硬度,提高其与人体的适配性,分别采用了电解抛光和固溶处理方法对牙冠进行改善处理。测试了经不同电解液和电解参数抛光后的牙冠表面粗糙度以及经不同工艺固溶处理后牙冠的硬度,利用三维轮廓仪观察了抛光前后表面形貌,利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察了微观组织。结果表明,SLM制备的CoCrMo合金牙冠在HNO_3+H_3PO_4体系电解液中抛光效果最佳,牙冠表面粗糙度较电解抛光前降低达70%以上;牙冠经1 503K固溶10h后,显微硬度可由固溶前的470HV降至350HV,与人体天然牙齿硬度相当。SLM制备的CoCrMo牙冠综合性能得到了显著的改善。     

Ti增强镁基复合材料搅拌铸造中颗粒分散行为的研究

利用材料性能模拟软件JMatPro对Mg-Al系合金进行热力学和相转变的计算,得到镁合金在半固态和液态不同温度下粘度变化的规律。使用CFD方法对镁合金熔体的固-液混合过程进行了模拟,计算不同粒径Ti颗粒在不同熔体粘度下在搅拌槽中的分布情况,以及Ti颗粒分散性的变化趋势,并通过在树脂中添加不同比例稀释剂调控粘度值,研究纳米Ti颗粒在不同粘度下的分散行为。结果表明:随着Ti颗粒粒径减小,熔体粘度增加,这有利于Ti颗粒在搅拌槽中各区域分布;在相同搅拌速度下,随着搅拌时间增加延长和熔体粘度提高,Ti颗粒团聚行为明显降低,微观区域明显改善。     

碳含量对中铬合金钢组织与力学性能的影响

采用金相观察、扫描电镜及透射电子显微镜分析、硬度测试、室温冲击测试和拉伸测试等研究了碳元素的添加对中铬合金钢组织及力学性能的影响。结果表明，碳含量会明显影响中铬合金钢的基体组织及第二相碳化物等的析出。随着碳含量的增加，经热处理后的合金钢组织中的马氏体逐渐由板条状转变为片状，碳化物不断增加，在中铬合金钢基体中均匀分布，对晶粒变细起到一定的促进作用，残余奥氏体受到铬系碳化物变化的影响，其占比先增加后减少。中铬合金钢试样的硬度随着碳含量的增加整体呈现出先急剧增大后基本稳定，最后又明显增加的变化规律。高碳含量下合金钢的室温冲击吸收功明显降低。研究结果表明通过改变碳元素含量可以实现中铬合金钢力学性能的宽幅调控。