激光选区熔化成形TC4钛合金显微组织与性能的研究进展

激光选区熔化技术是在精密复杂零部件制备方面应用较广的激光增材制造技术之一,可实现复杂零件的近净成形。从成形工艺参数和固溶时效处理两方面,对现阶段激光选区熔化成形TC4合金显微组织及力学性能控制的研究进展进行了综述,并对其后续发展方向进行了展望。     

激光快速增材制造技术在国防科技中的应用现状与展望

科技在现代国防建设和军事战争中发挥着越来越重要的作用,武器装备在大国博弈中占据的重要程度也越来越高。与此同时,装备的耗损速度也在不断加大,这导致在现代战争中,装备的快速修复成了一个重要的问题。传统的维修方法成本高、维修周期长且所需设备复杂多样,而激光快速增材制造技术能够满足在复杂环境下进行快速装备维修与再制造的需要,保障设备和装备的及时补充。本文概述了当前激光增材制造技术在现代国防军事科技中的研究与应用现状,具体介绍了近现代激光熔融沉积技术、激光立体光固化技术、选择性激光烧结技术和激光选区熔化技术等激光快速制造技术在陆军、空军航空航天和海军上的应用实例。同时,也针对性地讨论了当前激光增材制造技术所面临的技术难题和应用短板。结合社会科技发展现状,对所暴露出的不足提出了理论性的指导意见,最后对激光快速增材制造技术的发展方向进行了展望。     

喷射成形工艺参数对沉积坯质量的影响

影响喷射成形沉积坯质量的参数众多,除材料本身特性参数外,制备工艺是决定沉积坯质量优劣的关键参数。本实验主要从沉积坯的外形、孔隙率、微观组织三个方面研究喷射成形过热度、雾化压力两个关键工艺参数对M3型高速钢沉积坯质量的影响规律。研究结果表明:过热度和雾化压力对沉积坯外形、孔隙率及微观组织的影响显著。过热度降低或雾化压力提高,沉积坯组织都将得到细化。过热度增大,沉积坯底部孔隙率降低,而边缘、表面、心部区域孔隙率先减小后增大。雾化压力提高,沉积坯底部、边缘、表面区域的孔隙率增大,而心部区域孔隙率先减小后增大。在过热度为160～180℃,雾化压力为0.45～0.50 MPa的条件下,单喷嘴雾化系统可获得外形优良、心部孔隙率低于4%、组织均匀细小的M3型高速钢沉积坯。     

我国民族生态城镇建设研究——以天祝藏族自治县县城为例

生态城市是全球城市研究的热点之一。我国生态城市建设已在广大非民族地区展开，而民族地区生态城镇建设研究稀少，亟待加强。文章阐释了生态城市的基本概念及主要特征，选择天祝藏族自治县县城作为研究典型，分析其发展背景与基础条件，进而探讨建设天祝生态城市的主要途径结合天祝县城区域背景及区域环境，加大城市合理绿化力度，加强生态环境保护，合理利用土地；大力发展生态经济，按旅游城镇和生态城镇要求完善城市基础设施；突出民族生态城镇景观特色；建立健全生态型城市法制系统。     

激光体能量密度对激光选区熔化成形TC4钛合金致密化行为的影响

采用激光选区熔化(SLM)技术制备TC4钛合金,研究了激光体能量密度对合金表面质量和致密化行为的影响。结果表明:随着激光体能量密度由33 J·mm-3增加到80 J·mm-3,合金表面粗糙度减小,表面质量提高,表面球化现象明显改善;随着激光体能量密度的增大,合金内部孔洞减少,相对密度由90.5%增大到99.3%,但过高的激光体能量密度下熔体的过度流动影响成形件的尺寸精度及性能;制备该合金的最佳参数为激光体能量密度66 J·mm-3,即激光功率250 W,扫描速度500 mm·s-1,此时合金的表面质量和致密性均较好。     

我国民族生态城镇建设研究--以天祝藏族自治县县城为例

生态城市是全球城市研究的热点之一.我国生态城市建设已在广大非民族地区展开,而民族地区生态城镇建设研究稀少,亟待加强.文章阐释了生态城市的基本概念及主要特征,选择天祝藏族自治县县城作为研究典型,分析其发展背景与基础条件,进而探讨建设天祝生态城市的主要途径结合天祝县城区域背景及区域环境;加大城市合理绿化力度;加强生态环境保护,合理利用土地;大力发展生态经济;按旅游城镇和生态城镇要求完善城市基础设施;突出民族生态城镇景观特色;建立健全生态型城市法制系统.     

喷嘴进气方式对3D打印用GTD222高温合金粉末性能的影响

利用真空熔炼紧耦合气雾化制粉技术制备了3D打印用GTD222高温合金粉末,研究了喷嘴进气方式对粉末化学成分、粒度分布、球形度、流动性、松装密度及表面形貌等特性的影响。结果表明,采用外直内切喷嘴结构,加强了喷嘴出口处的抽吸效应,有利于提升气雾化过程的稳定性;采用切向进气方式增强了气体剪切作用效果,有利于提升细粉（15～53 μm）收得率。在过热度200 ℃、雾化压力3 MPa的工艺参数下,制备的粉末氧含量（质量分数）低于0.02%,中位径57.98 μm,球形度0.77,流动性26.15 g/(50 s),松装密度4.63 g/cm3,满足金属3D打印技术对粉末材料性能的要求。     

选区激光熔化成形GH4169合金研究现状

介绍了选区激光熔化成形GH4169合金存在的球化、孔洞等常见缺陷的形成机理及工艺控制现状,重点分析了激光功率、扫描速率、铺粉厚度等工艺参数对选区激光熔化成形GH4169合金成形件组织性能的影响规律,以及热处理、颗粒增强等组织性能调控手段对选区激光熔化成形GH4169合金组织性能影响。从工艺控制、材料强化设计等方面对选区激光熔化成形GH4169合金进行展望,认为利用选区激光熔化成形技术开展颗粒增强GH4169复合材料的设计与成形是进一步提升选区激光熔化成形GH4169合金性能的有效途径。     

紧耦合气雾化拉瓦尔喷盘结构优化

采用计算流体动力学法模拟了紧耦合气雾化拉瓦尔喷盘气流喷射角(40°,50°,60°,70°,80°)、气流喷射宽度(15,20,25,30,35 mm)、导流管伸出长度(0.5,4.5,8.5 mm)对雾化室流场气流速度分布及其y轴上气流交汇点气流速度和导液管出口处静压的影响,得到了喷盘优化结构参数;采用优化结构喷盘制备18Ni300模具钢紧耦合气雾化粉末,测定了其性能。结果表明：随着气流喷射角增加,流场最大气流速度减小,气流交汇处气流速度和导液管出口处静压均增大;随着导流管伸出长度增加,流场最大气流速度先减小后增加,导液管出口处静压减小,气流交汇点气流速度未发生显著变化;随着气流喷射宽度增加,流场最大气流速度未产生显著变化,气流交汇点气流速度和导液管出口处静压均减小;根据模拟结果得到喷盘优化结构参数为气流喷射角60°、气流喷射宽度30 mm、导流管伸出长度4.5 mm,此条件下制得的18Ni300模具钢紧耦合气雾化粉末形状规则,尺寸小且均匀,细粉收得率最大,粉末流速和松装密度较大,综合性能最佳。     

选区激光熔化成形CoCrFeNiCuAl0.8高熵合金的组织与性能

采用选区激光熔化成形(SLM)技术制备CoCrFeNiCuAl_0.8高熵合金,研究了不同激光热输入(0.06～0.36 J·mm^-1)下合金的成形质量和密度,确定最优成形工艺参数,并分析了在最优成形工艺参数下合金的显微组织和拉伸性能。结果表明：随着热输入的增加,SLM成形合金的密度先增大,当热输入大于0.15 J·mm^-1时,密度基本保持不变;当热输入为0.34 J·mm^-1时,密度最大,为7.5 g·cm^-3,最优工艺参数为激光功率270 W、扫描速度800 mm·s^-1。SLM成形合金具有由无序体心立方相(A2相)和有序体心立方相(B2相)组成的双相结构,显微组织由柱状晶和等轴晶组成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率分别为651 MPa, 840 MPa, 22%,23%,断裂机制为韧性断裂。