时效热处理对选区激光熔化成形18Ni300摩擦磨损性能的影响

目的 通过研究选区激光熔化(SLM)成形18Ni300时效热处理前后摩擦磨损性能及磨损机制,为SLM技术在模具中易磨损部位的应用提供理论支撑。方法 采用扫描电镜对热处理前后试样进行微观组织观察,采用X射线衍射仪对原始粉末和试样进行物相分析,并测试试样时效热处理前后的硬度、密度和抗拉强度,采用球盘摩擦磨损试验机测试在不同载荷下时效热处理前后试样的摩擦磨损行为,采用3D轮廓仪和扫描电镜对磨损后试样和磨球表面进行观察,并对磨损区域进行能谱分析。结果 时效热处理后试样“鱼鳞状”熔道组织弱化,主要为板条状马氏体组织。原始粉末及成形后试样的物相主要为马氏体,原始粉末和时效热处理后试样中含有少量残余奥氏体。时效热处理后试样硬度由37.6HRC升高到54.4HRC,密度变化不大,抗拉强度由1 107 MPa升高到2 031 MPa,伸长率由14.4%降低至4.5%。随着摩擦磨损试验载荷的增大,时效热处理后试样摩擦因数降低,体积磨损率增大,但均低于热处理前试样。结论 当载荷为10 N时,磨损机制主要为磨粒磨损;当载荷为15 N时,磨损机制过渡到氧化磨损和黏着磨损;当载荷为20 N时,主要为黏着磨损。     

2219铝合金高温本构模型及热加工图研究

为研究2219铝合金的高温流变行为及最佳热加工工艺窗口，采用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为573～773 K和应变速率为0.01～10 s^-1条件下对2219铝合金进行了等温压缩实验，得到了不同应变速率和温度下的真实应力-真实应变曲线。根据2219铝合金流变数据的特性，提出了一种新的本构模型，并将其与经典模型的预测精度进行了对比。此外，利用构建的新本构模型推导出了2219铝合金的热加工图解析计算公式，并绘制了其热加工图。结果表明，2219铝合金是一种温度和应变速率高度敏感材料，其高温本构关系必须考虑温度和应变速率的影响。在低温下，Arrhenius模型和Hensel-Spittle模型的预测精度较低，尤其在573和623 K温度下，其预测结果与实验数据存在较大误差。相比之下，新模型在不同温度和应变速率下的预测精度误差较小，并且明显优于Arrhenius模型和Hensel-Spittle模型。这是因为新模型在lnσ和■之间采用了3阶精度逼近，而Arrhenius模型和Hensel-Spittle模型只采用了1阶精度逼近。通过采用更高阶的逼近方法，新...     

激光选区熔化成形18Ni300工艺参数优化及组织性能分析

目的 研究工艺参数对18Ni300马氏体时效钢激光选区熔化成形质量的影响。方法 采用正交试验方法研究激光功率和扫描速度对18Ni300相对致密度、硬度的影响,得到铺层层厚0.03 mm、扫描间距0.1 mm时为18Ni300最佳工艺参数,并对最佳工艺参数成形的试样进行组织及力学性能表征。结果 激光功率为230 W、扫描速度为1 100 mm/s时,试样硬度为44.7HRC,相对致密度为99.98%,相对最优;材料鱼鳞状组织均匀致密,气孔较少,部分柱状晶沿熔池边界呈外延生长,熔池边界细小晶粒取向基本随机,熔池内部分粗大柱状晶有一定的择优性。结论 最优参数情况下SLM成形的18Ni300主要由体积分数为99.8%的马氏体和0.2%的残余奥氏体组成;试样的力学性能有明显的各向异性,拉伸断口有明显的颈缩,断裂形式为韧性断裂,纤维区可以看到明显的等轴大韧窝、孔洞,并伴有明显的撕裂特征。