激光选区熔化与传统加工IN718合金的组织与性能比较研究

本文对比研究了选区激光熔化(SLM)和轧制退火IN718合金的显微组织和力学性能。结果表明：由于快速冷凝造成的不平衡凝固使得SLM合金样品具有成分偏析、晶粒细小和晶内存在大量凝固胞的组织特点;且因为外延生长,出现建造方向平行于<100>晶向的强织构;经比较,轧制退火的合金样品组织均匀,晶粒尺寸是SLM样品的3 倍,晶界和晶内分别观察到少量的laves和d相,无成分偏析和亚结构存在,由于大量退火孪晶存在而使晶粒取向分布较随机。两种样品经拉伸性能试验发现,SLM样品的屈服强度和抗拉强度分别是轧制退火态的4.6和1.3倍,而延伸率有所下降,是轧制退火态的34.4%。分析认为SLM样品中晶粒细小和丰富的凝固胞亚结构是强度高的主要原因,延伸率较比传统加工样品的延伸率大幅降低应归结为打印缺陷如孔隙和残余应力的存在。     

热处理工艺对激光3D打印成型CX不锈钢组织与性能的影响

为了探究热处理温度对激光选区熔化（Selective laser melting,SLM）技术制备的CX不锈钢微观组织和性能的影响,在不同温度（430、480和530 ℃）下对激光3D打印CX不锈钢进行热处理,并采用XRF、XRD、SEM等方法对样品进行化学成分、组织及性能的分析。结果表明：在SLM打印过程中,导致粉末中Al元素烧损率达19.2%;热处理工艺不影响激光3D打印成型不锈钢的密度,热处理前后样品密度均为7.72 g?cm^-3、致密度达到99%;随着热处理温度升高,CX不锈钢的屈服强度和抗拉强度均有提高,当热处理工艺为480 ℃×10 h（炉冷）时,屈服强度为796.5 MPa、拉伸强度为1 301.5 MPa、硬度为45.2 HRC,相比较打印态,分别提高了60.3%、19.0%和21.4%;断裂伸长率则先提高后降低,经480 ℃×10 h（炉冷）处理后断裂伸长率为16.0%,相较于打印态,提高了12.9%。SEM结果显示,断口为解理断裂和韧窝形貌,属于脆性-韧性混合断裂模式。微观组织分析结果表明：热处理后试样显微组织中的细小树突结构逐渐消失,转而变为粗大的马氏体组织,并且伴随着少量奥氏体的出现;随着热处理温度升高,马氏体转变为边界清晰且粗大的板条状。经热处理后可获得致密度良好、综合力学性能优异的CX不锈钢,为CX不锈钢能运用到更多的应用场景中提供了参考。     

激光熔覆工艺参数对镍基高温合金成形形貌的影响

激光熔覆成形过程中,工艺参数的选取对熔覆成形质量至关重要,为解决熔覆成形控形难,工艺参数选取,试错实验周期长的问题。采用ANSYS参数化语言APDL建立三维瞬态模型,模拟激光功率、扫描速度、送粉量、光斑直径4个工艺参数对温度和冷却速率的影响,优选出成形质量良好的工艺参数。结合3组实验结果,熔覆层的宽、高、深尺寸及晶相显微组织验证数值模拟的可行性。结果表明：模拟得出的最佳工艺参数为激光功率1400W,扫描速度10mm/s,送粉量1.8r/min,光斑直径2mm。熔覆层的宽、高、深数值模拟尺寸与实验结果一致,且优选的工艺参数成形质量优于对照组的成形质量,这为IN718镍基高温合金激光熔覆成形控形问题提供了很强的参考价值。     

激光选区熔化制备镍钛合金的研究进展

镍钛形状记忆合金因其具有良好的力学性能、生物相容性和耐蚀性,被广泛应用于各个领域,尤其是生物医学领域.同时,诸如心血管支架、骨植入物等应用对于成形件的结构及精度都提出了极大的要求.因此,对以SLM为代表的金属3D打印工艺在制备NiTi合金,以及其工艺参数对成形件质量、显微结构、相变温度和力学性能的影响进行了阐述.同时,列举了一些3D打印制备的NiTi合金在生物医学领域的应用实例,并指出了SLM制备NiTi合金存在的问题,最后对其今后的发展趋势进行了展望.     

气雾化法制备3D打印用钴铬合金粉末工艺的研究

采用真空熔炼气雾化工艺制备3D打印用钴铬合金粉末,通过调整雾化工艺参数,研究了漏嘴直径、熔炼温度及雾化压力对粉末形貌、粒度分布、松装密度及流动性等特性的影响.结果表明:在熔炼温度为1670℃、雾化压力为5 MPa、漏嘴直径为5 mm的条件下,制备的合金粉末性能优异,平均粒径(D50)为30.70μm,松装密度为4.30g/cm~3,氧含量为0.032%,流动性为22.40s/(50g),可满足3D打印用钴铬金属粉末的性能要求.     

采掘机械密封纸垫冲孔工具的3D打印技术研究

针对某采掘机械密封纸垫冲孔用冲头国产化过程中,采用常规机械加工及挤压成型方案无法满足加工精度、难以保证使用寿命的问题,尝试性选择激光金属3D打印技术,并对粉末选择、结构简化、参数设置、打印控制、补充加工、产品试用等技术进行了全程分析。结果表明,小微零件及微细要素制造中,采用3D打印具有明显优势,可为同类零件的制造及工艺方案优化提供参考,也可为后续采取激光熔覆手段进一步降低制造成本提供研究基础。     

3D打印技术及先进应用研究进展

对3D打印的主要技术原理及特点进行了介绍,综述了3D打印技术在航空航天、生物医学和陶瓷制造等先进领域的研究现状,并指出了我国发展3D打印技术存在的问题,展望了其美好前景.     

高强高导Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金热处理前后组织性能变化

通过金相组织观察、SEM、室温单向拉伸实验及导电性能测试等手段,研究了室温拉拔态Cu-CrZr-Mg-Ce合金热处理前后组织性能的变化.结果表明:与室温拉拔态相比,经固溶时效热处理(950℃保温1h,水淬,500℃保温4h,随炉冷却)的Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金组织发生了再结晶及晶粒长大,其抗拉强度为395MPa、屈服强度为247MPa,分别降低了10%和43%;延伸率及导电率分别为30%和92%IACS,分别提高了114%和119%;经热处理后的Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金拉伸断口存在平均尺寸变大的延性韧窝,是典型的韧性断裂,表明合金具有优良的塑性加工性能.     

浅谈3D打印技术

3D打印也称为增材制造,是一种快速成型技术。作为一项前瞻性、战略性先进制造技术,工程应用性很强、领域跨度很大,对未来制造业尤其是高端制造的发展十分重要。     

航天器3D打印金属材料可靠性评估方案设计

随着航天器对3D打印金属材料需求的不断增长,航天器对3D打印金属材料的可靠性也提出了更高的要求。本文通过对航天器服役环境、3D打印材料特点以及在航天器中的应用功能等因素的分析,从3D打印金属原材料、典型构件和最终产品着手,设置了性能评价技术指标体系、设计了方案实施技术路线、明确了性能指标评价方式,最终形成了航天器3D打印金属材料可靠性评估技术方案,为3D打印材料在航天领域中安全可靠的应用提供了技术支撑。     

点云密度对地面三维激光扫描精度及沉陷参数的影响

根据平面分辨率的理论公式,推导地面三维激光扫描仪不同距离处的立面及平面相邻点间隔（即点云分辨率）计算公式,并得到了平面某一距离处平面单位面积的点云数的计算公式;通过试验分析点云分辨率对点位精度及测距精度的影响;通过对某矿沉陷观测的点云数据按照不同的分辨率进行重采样并进行求参,得到不同分辨率下参数的变化情况,经对比分析,得到最佳的点云分辨率设置标准为300 mm/100 m。     

深冷处理对3D打印ABS高分子材料组织性能的影响

为了提高3D打印ABS高分子材料力学性能,对其进行不同工艺的深冷处理,实验结果表明:深冷处理可显著提高ABS力学性能,也可提高试样分子结晶度。其中-180℃/4 h深冷处理下ABS力学性能提高最为明显,相对于未处理试样,抗拉强度提高了6.31 MPa(或93%),伸长量提高了3.4 mm,耐磨性能也远好于其他组。