选区激光熔化成形用GH4169合金粉末的性能

采用真空熔炼-惰性气体雾化法制备了GH4169合金粉末,分析了粉末的粒度分布、颗粒形貌特征,利用选区激光熔化成形技术(SLM)制备了金相、拉伸试样,并分析了显微组织及力学性能。结果表明:气雾化法制备的GH4169合金粉末粒度呈正态分布,粒径主要在25～40μm之间,颗粒为球形或近球形,并且存在一部分"卫星球"粉末;SLM成形的GH4169合金试样退火前的平均屈服强度和抗拉强度分别为637 MPa,981 MPa,平均断后伸长率和收缩率为27.5%,50.0%,退火后屈服强度和抗拉强度增大,断后伸长率和断面收缩率有所减小,拉伸断口主要呈现韧性断裂特征。     

电子束选区熔化成形Nb521合金微观组织与性能分析

采用电子束选区熔化技术制备Nb521合金,研究其致密化成形工艺。通过对成形试样的组织、物相、显微硬度、室温拉伸性能的检测与分析,探讨了电子束选区熔化成形Nb521合金的机理。结果表明,电子束选区熔化成形过程中,电子束熔化电流及速度的合理匹配,是得到表面质量及内部质量优异的成形样品的基础;电子束能量密度为340 J/mm3时,样品的密度达到8.78～8.79 g/cm3; Nb521合金显微组织沿沉积方向呈柱状晶,晶粒沿(200)晶面有较强的择优生长取向;成形样品中除Nb基体相外,还存在少量的Nb2C与Zr C碳化物析出;样品室温抗拉强度达到384 MPa,屈服强度为307 MPa,断后延伸率为16.5%;显微硬度处于1 500～1 700 MPa之间,无各向异性。     

紧耦合气雾化技术制备选区激光熔化用18Ni300合金粉末的研究

基于紧耦合气雾化技术制备符合选区激光熔化用18Ni300合金粉末, 重点研究了雾化压力对粉末粒度(中值粒径, D₅₀)、粒度分布、球形度、氧含量、流动性和松装密度等特性的影响。结果表明: 雾化压力对上述粉末特性影响显著, 当雾化压力在3.5 MPa到4.5 MPa范围时, 随着压力的提高, 粉末粒度降低、表面形貌改善、流动性变好、松装密度增加。当雾化压力为4.5 MPa时, 所制备的粉末综合特性最优, 粉末粒度(D₅₀)为34 μm, 球形度为0.77, 氧含量为0.02%(质量分数), 流动性为17.4[s·(50g)-1], 松装密度为4.32g·cm-3, 15~53 μm粒径范围粉末收得率为38.1%, 满足选区激光熔化技术对金属粉末性能的要求。     

热处理对激光选区熔化TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了激光选区熔化(SLM) TC4钛合金沉积态和退火态显微组织的特征及其对力学性能的影响规律。结果表明:合金组织沿激光选区熔化成形高度方向呈现外延生长,形成柱状晶,晶内存在大量的针状马氏体α’相。退火后,晶内的针状α’相转变为α+β板条组织。随着退火温度的升高,组织中α相含量逐渐降低,α片层逐渐粗化,β相含量逐渐升高;室温拉伸强度逐渐降低,塑性逐渐升高,显微硬度逐渐降低。经过800℃×2 h/FC退火热处理后,激光选区熔化成形TC4钛合金具有最佳的强度与塑性匹配。     

倾斜角度对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金的影响

利用自主研发的Di Metal-100型激光选区熔化设备制备与基板平面成不同倾斜角的Ti6Al4V非标准拉伸试样,研究熔化成形后合金的显微组织、物理和力学性能。结果表明,Ti6Al4V合金粉末熔化成形后的组织为针状α′马氏体和(α+β)相,随倾斜角度变化,试样中α/α′相与β相的相对含量也发生变化,倾斜角为45°试样中β相含量最高;α′马氏体呈柱状分布于(α+β)相中,并且方向始终平行于成形方向(Z轴方向)。随SLM成形试样的倾斜角从0°增加到90°,其相对密度先减小后增大,并在90°时达到最大值96.1%;试样的硬度和抗拉强度均先升高后降低,在45°时达到最大值,硬度为393 HV,抗拉强度为1 288 MPa;试样表面粗糙度Ra也呈先增大后减小的趋势,在0°时达到最小值8.77μm,在30°时达到最大值19.55μm。     

B对GH4169合金粉末制备及选区激光熔化工艺的影响

选区激光熔化(SLM)成形制品质量与合金粉末性能紧密相关。本文采用德国真空气雾化设备制备了B含量分别为0及0.005%的GH4169合金粉末,并采用国产SLM设备进行SLM成形,进而系统考察了B对GH4169合金粉末制备及SLM工艺的影响。研究结果表明:在相同粉末粒度范围条件下,GH4169合金粉末中加入0.005%B后,SLM成形制品孔洞减少,成形制品的密度及硬度均有提高;在保证SLM成形制品密度及硬度一定的条件下,B元素可将适用于SLM成形工艺的GH4169合金粉末粒度D(50)由26.33μm提高至37.34μm,此外,B元素可将上述两个粒度段的粉末真空气雾化收得率由9.3%大幅提高至20.8%,故加入0.005%B后,SLM工艺的可用合金粉末原料成本大幅降低55.3%。     

重熔工艺对激光选区熔化Ti-1Al-8V-5Fe合金组织及性能的影响

为消除传统铸造加工生产的Ti-1Al-8V-5Fe(Ti185)合金中的β斑,采用激光选区熔化技术使大粒径Ti185合金粉末成形,通过重熔工艺对激光选区熔化Ti185合金进行优化,并对重熔前后成形样品的顶部、中部、底部三个位置进行了组织和力学性能分析。结果表明,激光选区熔化成形的Ti185样品中存在宏观裂纹,而重熔工艺能有效抑制该裂纹的产生。激光选区熔化和重熔优化成形样品的显微组织均由等轴β相组成,且等轴晶粒的内部存在亚晶结构。通过重熔优化后的激光选区熔化成形样品的最高抗压强度为2 127±120 MPa,断裂应变为21%±5%,压缩性能相比重熔前的样品有所下降。     

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.     

水雾化法制备低硬度镍基合金粉末的研究

本文主要研究了一种低硬度Ni基合金粉末的水雾化制备工艺及喷涂后相关涂层的性能。用SEM、金相显微镜、布氏硬度仪、激光粒度分析仪等研究了Ni基合金粉末的表面形貌、金相显微组织、喷焊层表面硬度和粒度分布。合金粉末大多数呈不规则形状;喷焊层表面硬度HB182。     

齿科用钛合金粉末粒度对激光选区熔化工艺适用性研究

激光选区熔化(SLM)是一种在医疗领域应用越来越广泛的3D打印工艺,用SLM技术打印齿科钛合金粉末,可以制作出个性化且具有复杂结构的口腔医疗器械。为了研究粉末粒度对SLM工艺的成形适用性,本研究选择了齿科用Ti-6Al-4V合金粉末作为成形材料,通过不同目数的筛网对粉末进行分级,得到不同粒度范围的钛合金粉末。采用EOS M280设备分别成形不同粒度范围的粉末,并对成形过程和成形件表面质量进行对比分析,得出当粉末粒度范围为15~53μm时,熔道连续无缺陷,成形件表面光滑平整,有金属光泽。该粒度范围粉末成形件的内部孔洞很少,强度和塑性均优于铸造件。粒度范围为15~53μm的齿科用钛合金粉末适用于激光选区熔化工艺。