TiB2/AlSi10Mg选区激光熔化成形组织与性能

采用选区激光熔化成形技术制备AlSi10Mg合金和TiB2/AlSi10Mg复合材料,利用XRD、SEM、TEM、万能拉伸实验机和维氏硬度计等对TiB2/AlSi10Mg复合材料的力学性能、组织结构等进行了表征分析。结果表明：AlSi10Mg合金中加入增强相TiB2后,其SLM成形件的致密度、屈服强度和断裂强度分别由96.8%、156.3 MPa和366.3 MPa增加至99.4%、170.1 MPa和413.4 MPa。TiB2/AlSi10Mg成形件屈服强度的提升主要来源于Orowan强化、弥散强化和细晶强化。与此同时,TiB2增强相的添加使得裂纹源增加,大幅度降低了AlSi10Mg合金的塑性（从8.5%下降到4.2%）,其断裂机制由准解理断裂转变为解理断裂。     

民机用AlSi10Mg合金SLM成形组织与性能

采用激光选区熔化技术制备民机用AlSi10Mg铝合金的可行性,并对其性能适用性进行评价。发现AlSi10Mg铝合金SLM成形组织致密、力学性能优于成分相当的ZL104铸件和AlSi10Mg砂铸件,横向塑性比竖向略优,竖向抗拉强度比横向略优,在激光扫描功率等参数不变且都能获得显微组织形貌良好、无明显的冶金缺陷情况下,低扫描速度获得的力学性能略优于高扫描速度性能。     

选区激光熔化成形316L不锈钢组织控制研究

采用选区激光熔化技术, 制备了316L不锈钢3D打印样品, 研究了3D打印体能量密度、微熔池结构和拉伸性能之间的相关性。结果表明, 在实验范围内(打印体能量密度从92.59 J/mm3增大到162.04 J/mm³), 3D打印样品抗拉强度先增大后下降, 体能量密度145.83 J/mm³时, 抗拉强度达到峰值498.48 MPa。熔池的形貌和尺寸与体能量密度相关, 熔池近似面积随体能量密度提高先增大后降低。3D打印样品室温拉伸性能与微熔池的形貌结构有明显相关性, 在拉伸过程中会沿熔池边界发生破坏, 熔池近似面积越大, 熔池边界占比小, 样品抗拉强度相对较高。研究结果可为调控3D打印样品微观组织、改善材料性能提供参考。     

PREP工艺参数对AlSi10Mg铝合金粉末性能的影响

利用等离子旋转电极雾化技术制备了AlSi10Mg铝合金粉末,研究了电极棒转速、直径、等离子弧电流及雾化介质对粉末性能的影响。结果表明,粉末粒度随着电极棒转速与直径的增大而减小,粒度呈正态分布,主要集中在74-150 μm之间。随着电流的增大,片状粉末增加,在电流为360 A时片状粉末Si、Mg元素烧蚀严重。增大雾化介质中氦气比例,粉末冷却速度增加,粉末粒度略微细化。通过粉末SEM形貌发现,粉末表面为发达的花瓣状胞状晶组织,后期可以增大氦气比例加快粉末冷却速度,得到表面更加光滑的球形粉末。     

SiCp/101铝基复合材料TIG焊研究

研究SiCp／101铝基复合材料TIG法焊接。研究表明，接头强度的主要影响因素是焊接热输人影响熔池流动性和界面反应。热输人小，熔池温度低，流动性差，气孔多，未熔合明显，但界面反应程度较小。当热输人较小时，熔池流动性因素对接头强度的影响较大，随焊接电流升高，接头强度表现出升高的趋势。热输人大，熔池温度高，流动性好，气孔、未熔合等缺陷较少。但界面反应剧烈。当热输人增大到一定程度时，继续增大热输人对接头带来有害影响，此时随焊接电流增大．界面反应加剧，生成大量有害相ALC3，降低接头强度。     

PREP工艺参数对3D打印用AlSi10Mg铝合金粉末性能的影响

利用等离子旋转电极雾化技术(PREP)制备了AlSi10Mg铝合金粉末,研究了电极棒转速、直径、等离子弧电流及雾化介质对粉末性能的影响。结果表明,粉末粒度随着电极棒转速与直径的增大而减小,粒度呈正态分布,主要集中在74～150μm。随着电流的增大,片状粉末增加,在电流为360A时片状粉末Si、Mg元素烧蚀严重。增大雾化介质中氦气比例,粉末冷却速度增加,粉末粒度略微细化。通过粉末扫描电子显微镜(SEM)形貌发现,粉末表面为发达的花瓣状胞状晶组织,后期可以增大氦气比例加快粉末冷却速度,得到表面更加光滑的球形粉末。     

热等静压对第三代单晶高温合金微观组织和高温持久性能的影响

以第三代单晶高温合金为研究对象,对比标准热处理和热等静压处理前后合金显微疏松和微观组织的变化,研究热等静压后不同温度固溶处理对微观组织演化规律及消除热等静压后γ′相粗化的影响,并在850 ℃/586 MPa和1120 ℃/140 MPa条件下进行持久性能测试。结果表明：与标准固溶热处理相比,经过热等静压处理后的合金共晶相全部溶解于基体中,合金中的缩孔完全闭合,枝晶干和枝晶间处的γ′相粗化长大;经过1280 ℃高温固溶处理后,枝晶干处粗大γ′相发生部分回溶,但是枝晶间存在大块状的γ′相;当固溶温度为1310 ℃时,枝晶干和枝晶间处的粗大γ′相完全回溶,并二次析出细小γ′相。对比持久性能发现：在850 ℃/586 MPa条件下,持久微裂纹主要源于MC碳化物,经热等静压处理后合金的持久寿命均略低于标准热处理样品;在1120 ℃/140 MPa变形过程中,枝晶干处的TCP相是主要裂纹源,热等静压后的样品持久性与标准热处理样品的相当。     

新型热处理制度获得高强高韧激光3D打印IN718合金

激光选区熔化(SLM)成型的IN718高温合金,存在高温强度及韧性无法兼得的难题。针对此问题,通过Double Doelhert设计矩阵优化IN718的激光3D打印参数,研究不同热处理制度与IN718力学性能的关系。结果表明:通过参数调控,可使SLM成型试样的致密度达到99.9%;通过采用创新性开发的固溶+短时双时效后处理制度,可获得高强、高韧的激光3D打印IN718合金,其力学性能全面达到锻件的技术指标。该办法为SLM成型IN718合金组织调控提供了新思路,新型后处理制度可广泛应用于SLM成型的航空发动机零件。     

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。     

裂隙岩体水-热耦合实验研究

采用3D打印方法精确制备了光滑裂隙岩样和一维粗糙裂隙岩样,然后进行水-热耦合实验,并进行特征数方程拟合研究。结果显示,粗糙裂隙面岩样进出水温差随流量的增大而增大,随岩石表面温度的升高而增大;各级温度下各种岩体的特征方程直线斜率基本稳定在1.1,各粗糙裂隙面的截距随温度升高而增大,随粗糙度升高而增大。     

高温热循环作用下大理岩三轴压缩力学特性

深部资源开采中,温度对围岩力学特性具有显著影响,准确掌握岩石在不同热损伤作用下的强度与变形性质对于评价深部岩体工程稳定性具有重要意义。基于常规三轴压缩试验研究了不同高温热循环次数作用下的岩石强度与破坏特性。结果表明:1)岩石低围压下表现为脆性,随围压增高,岩石延性增强,而随热循环次数增大,岩石延性逐渐减弱;2)不同热循环次数作用下岩石强度演化可以用Mohr-Coulomb准则进行表征,摩擦力随热循环次数增大基本保持不变,而黏聚力则线性降低;3)岩石在低围压下表现为单剪破坏,在高围压下发生共轭剪切破坏,随热循环次数增大,岩石在低围压下表现为轴向劈裂破坏,在高围压下表现为单剪破坏,岩样破坏时的完整性随热循环次数增大而降低。     

选区激光熔化打印骨架结构组织研究

使用SLM SOLUTIONS公司SLM 125型选区激光熔化仪器进行了镍基合金3D打印样品制备,分别制得了实心制品A和具有网络骨架结构的制品B.对两种制品表面形貌及内部组织解剖分析发现,两种制品内部基体部分均为致密冶金组织,熔覆颗粒界面处未见明显孔隙或杂质.其中制品B复杂网络骨架结构的获得充分说明了该激光熔覆技术对复...     

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.     

加载速率对煤岩抗拉强度参数影响程度研究

加载速率效应是岩石材料力学特征的一个重要性质。采用室内实验方法,对煤岩进行不同加载速率下抗拉强度的影响程度研究。结果表明,加载速率的变化影响煤岩的抗拉强度及破坏模式,煤岩抗拉强度较低,具有低强度高脆性的特征,且受加载速率影响很大。加载速率较低会造成煤岩破坏过程沿着内部缺陷、天然裂隙破碎,有明显的延性特征。而加载速率较高时,拉伸破坏过程伴随煤粉的产生,呈明显的脆性破坏特征。该结论对分析煤岩受拉破坏条件及煤层气开发工程具有参考意义。     

侧向压力对裂隙岩体破坏形式及强度特征的影响

为系统地研究侧向压力对裂隙岩体的破坏形式及强度特征的影响,利用RMT-150C电液伺服机及侧向加压设备对含预制裂隙石膏试样进行了双轴压缩试验。试验结果表明:1随着侧向压力的增加,应力-应变曲线延性增强,表现出典型的塑性变形特征。2不同侧向压力条件下,裂隙试样破坏形式主要包括初始裂隙起裂破坏、侧向劈裂破坏和表面剥落破坏3种。3侧向压力与试样抗压强度及弹性模量等强度参数呈现非线性增加关系。进一步通过声发射监测发现,侧向压力也会明显地降低加载初期试样的声发射能量和计数。试验结果与相关文献和工程实践现象具有很好的一致性。