SiC_p/AlSi10Mg激光选区熔化成形组织及性能研究

为研究激光选区熔化(SLM)成形工艺参数(激光功率和扫描速度)对SiC_p/AlSi10Mg致密度和机械性能的影响规律,通过对SiC_p/AlSi10Mg复合材料进行SLM成形,采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察SiC_p/AlSi10Mg复合材料显微组织及形貌,采用阿基米德排水法测试其致密度,同时对成形件的显微硬度进行分析。研究结果表明:所制备试样中SiC增强颗粒分布较为均匀,并与基体结合紧密。获得的SiC_p/AlSi10Mg成形件最高致密度可达到96.54%,其SLM的表面硬度远高于铸件标准;激光功率作为影响材料微观组织及力学性能的因素之一,决定了能量密度(η)的大小,当η达到48J·mm~(-3)时,成形试样的显微硬度平均值为240.06HV。研究为SLM成形SiC_p/AlSi10Mg复合材料在航天和空间领域的应用提供了理论基础和实验依据。     

选择性激光熔化AlSi10Mg合金组织形貌及其拉伸性能

在不同激光功率、扫描速度等工艺参数条件下,使用选择性激光熔化设备(SLM100)3D打印成型Al Si10Mg合金拉伸试样,采用Olympus BX5光学显微镜与JEOL JSM-6490LV型扫描电子显微镜观察成型试样的显微组织形貌,研究激光功率、扫描速度对试样拉伸性能的影响。结果显示:成型试样的显微组织呈鱼鳞状或长条状,相互搭接且组织尺寸较小;在激光功率为190 W时,试样抗拉强度随扫描速度降低而增大,当扫描速度为800 mm/s时抗拉强度最高可达371 MPa,固定此扫描速度,抗拉强度随着功率增大而增大;试样的断裂方式为准解理断裂;保持激光能量密度不变,采用高功率、高扫描速度(320 W,1 600 mm/s)成型的试样抗拉强度更大,达到451 MPa。     

激光选区熔化成形Inconel718合金激光重熔工艺研究

采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)制备Inconel718合金,研究激光重熔工艺参数(重熔激光功率、重熔扫描速度)对其表面粗糙度、微观组织及力学性能的影响.结果表明:适当提升重熔激光功率可有效改善试样的表面质量、致密度和显微硬度,但过高的重熔激光功率导致孔洞、裂纹增加,晶粒粗化,...     

选区激光熔化工艺参数对SiC_p/AlSi10Mg复合材料致密度和硬度的影响

为提高选区激光熔化(SLM)成型SiC_p/AlSi10Mg复合材料的致密度,采用Box-Behnken曲面响应法系统研究了激光功率P、扫描速率V、扫描间距S三个工艺参数与成型件致密度的关系,获得了SLM工艺参数和致密度的关系模型和最佳工艺参数。研究结果表明:扫描速率V、激光功率P、扫描间距S对SLM成型SiC_p/AlSi10Mg复合材料致密度的影响程度依次降低。当激光功率为250 W,扫描速度为1 200 mm·s~(-1),扫描间距为0.1 mm时,该复合材料的最高致密度可达97.72%,显微硬度为240.8 HV。响应面致密度模型优化下的工艺参数预测致密度最高为97.88%,与本实验结果具有较高吻合性。     

选区激光熔化成形AlMgSiScZr合金的致密度、组织及拉伸性能

选区激光熔化制备铝合金零件具有密度小,耐蚀性好和力学性能高等优势,现已在航空航天、轨道交通和石油化工领域引起广泛关注.本文对Al-14.1Mg-0.47Si-0.31Sc-0.17Zr合金进行了选区激光熔化打印,并研究了不同工艺参数对单道试样的成形特性,以及块体试样致密度、微观组织及拉伸性能的影响规律.扫描间距对单道试...     

选区激光熔化钴铬合金工艺

主要对单层钴铬合金SLM成型工艺进行研究,讨论了激光功率和扫描速度对于单道熔道宽度、形貌的影响及熔道搭接率对于单层多道成型表面形貌的影响,确定合理的成型工艺选择范围.研究发现:线能量φ对熔道成型质量和熔池宽度d_m具有影响,当1.22 J/mm<φ<2.33 J/mm时可以获得连续规则、无粉区范围极小的熔道;通过优化的工艺参数获得了线能量与熔宽的稳定拟合关系,为单层多道成型提供了数据支持;搭接率为35%时,相邻熔道之间搭接紧密,重熔部分的膨胀高度合理,使单层多道成型表面粗糙度最低为5μm,可以获得光滑平整的表面.     

选区激光熔化成形镍基718合金的工艺及性能

为研究选区激光熔化技术(SLM)的激光工艺参数对Inconel718相对致密度、维氏硬度、显微组织方面的影响,实验采用FORWEDO LM120型激光熔化设备对四项激光工艺参数,扫描速度、激光功率、激光能量密度和扫描策略进行实验研究从而提升工件性能。结果表明:扫描速度、激光功率是影响成形性的主要因素,并获得优化工艺范围:激光功率(285～345 W);扫描速度(950～1 150 mm/s),可获得较少孔隙、裂纹缺陷且相对致密度达98.94%的成形件,拉伸强度和屈服强度均接近于锻造+退火工艺性能。散热特点导致试样组织形貌的差异性,在层积方向上得到定向凝固的柱状晶组织;试样的维氏硬度随着组织细化和致密化而提高。     

3D打印AlSi10Mg合金组织性能研究

二维稀疏舰船目标的三维干涉ISAR成像

王勇^1,2,陈雪飞^1,2

(1.哈尔滨工业大学 电子工程技术研究所,哈尔滨 150001;

2. 对海监测与信息处理工业和信息化部重点实验室 哈尔滨 150001)

创新点说明：

提出一种当舰船目标回波处于两维稀疏情况时的三维InISAR成像算法,具体创新性可说明如下：

1） 首先将距离维稀疏回波进行稀疏重构;然后利用全局类补偿方法对重构后的信号进行包络对齐、相位校正和图像配准;接着考虑舰船目标在成像时间内近似为平稳运动,对接收的稀疏回波提取出有效数据,进行方位压缩得到目标的高分辨ISAR图像;最后通过干涉处理得到目标的三维几何重构图。

2） 本文所提方法解决了回波两维稀疏情况下舰船目标的三维InISAR成像问题,可有效适用于回波距离维随机缺失、方位维随机缺失和块缺失的情况;相对于传统的三维成像算法,本文算法可得到更好的成像结果。

研究目的：

为解决回波处于两维缺失时舰船目标的三维InISAR成像问题,提出一种针对回波距离维随机缺失、方位维随机缺失和块缺失时的舰船目标三维InISAR成像算法。该算法具有一定的有效性和实用性,可实现在方位维回波随机缺失75%时的成像,块缺失中有效回波仅占接收回波1/8时的舰船目标三维InISAR成像。

研究方法：

1）对回波距离维随机缺失数据采用梯度自适应算法进行稀疏重构,得到重构的回波;

2） 利用全局平均一维距离像熵最小算法估计出中心雷达回波中目标的运动参数,利用该参数对各雷达回波进行距离对准;

3） 利用联合相位校正算法对包络对齐后的三雷达回波进行处理,在实现回波相位校正的同时消除回波间的波程差,实现各图像间的配准;

4） 将成像时间内舰船目标的运动近似为平稳运动,提取出接收回波中的有用数据进行方位向压缩后得到三幅ISAR图像;

5） 分别沿两基线进行干涉处理,并结合测距信息即可得到目标的三维几何重构,从而实现回波两维缺失时舰船目标的三维InISAR成像。

研究结果：

1） 由不同稀疏重构算法对距离维信号的重构误差对比图可看出,本文中的梯度自适应算法能获得更好的结果;

2） 由回波两维随机缺失时舰船目标的三维InISAR成像结果可看出,回波在不同的缺失情况时均能得到目标很好的三维图像,即使回波中有效数据仅占25%时。

3）由距离维随机缺失、方位维块缺失时舰船目标的成像结果可发现,本文算法对处于不同缺失情况下的回波均能实现目标的三维几何重构,表明了该算法的有效性。

4） 通过对采用不同图像配准算法的舰船目标三维几何重构图分析可以发现,本文算法更适用于稀疏孔径下目标的三维InISAR成像。

结论：

当雷达接收回波处于两维稀疏时,传统的运动补偿和图像配准算法将无法获得目标运动的精确补偿和图像间的精确配准,使得稀疏孔径下舰船目标的二维成像质量下降,三维几何重构精度偏低。本文提出一种针对回波处于两维稀疏时舰船目标的三维InISAR成像算法,仿真实验结果可看出,该算法适用于回波处于距离维随机缺失、方位维随机缺失或块缺失的舰船目标三维成像,验证了所提算法的有效性。

关键词：3-D InISAR, 两维稀疏,梯度自适应算法,平均一维距离像,联合相位校正

     

激光选区熔化制备高熵合金的研究进展

高熵合金因其独特性能优势,使其在航空航天、船舰等领域有着巨大的潜在应用。传统熔炼等制备方式难以满足高自由度设计、低成本等工业化需求。激光选区熔化作为一种典型的增材制造技术,具有高近净成形能力,在制备复杂金属零部件方面存在巨大潜力。本文介绍了高熵合金粉体的制备方式,激光选区熔化制备高熵合金的基本原理及优势特点。归纳总结了国内外关于激光选区熔化制备高熵合金的工艺参数优化、组织性能及后处理工艺研究。指出了解决大尺寸零部件制备、原位合金化研究是激光选区熔化制备高熵合金的下一步发展趋势。     

退火处理对激光选区激光熔化成形Ti-6Al-4V合金的显微组织和力学性能影响

利用激光选区熔化技术(SLM)制备Ti-6Al-4V合金,并研究退火处理对该合金的相转变、元素扩散、显微组织结构以及力学性能的影响.结果表明,随着退火温度的升高,钒元素富集在α′相并且α′相在973 K转变为α+β双相组织.在973 K,α′相所形成的马氏体组织转变为细小等轴显微组织,且该等轴组织随温度的升高发生显著粗...     

淬火处理对激光选区熔化成形S136组织与性能的影响

为了改善激光选区熔化（SLM）成形S136模具钢的性能,对SLM成形的试样进行淬火处理. 采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),研究淬火温度对SLM成形S136的微观组织、硬度和耐腐蚀性能的影响. 结果表明：SLM成形的S136试样组织由马氏体和少量残余奥氏体组成,经过980、1 020、1 050和1 100 °C的淬火处理之后,原晶界消溶,组织大部分转变为马氏体;淬火处理后试样的硬度得到改善,最高值达到54.24 HRC,比原始成形试样提高了近10%;淬火处理后试样原晶界消溶,耐腐蚀性元素分布均匀使得耐腐蚀性能得到了极大的提升,与原始成形试样相比,腐蚀失重量减少了近97%. 优化淬火处理工艺后表明：采用1 050 °C保温1 h并油淬的淬火处理条件,可以得到最佳的硬度/耐蚀性能匹配.     

选区激光熔化制备Mo颗粒增强316L不锈钢成形工艺及组织性能研究

基于选区激光熔化(SLM)工艺,以高熔点、低激光吸收率的金属Mo颗粒为增强体成功制备出金属-金属基颗粒增强不锈钢材料。当激光功率为230 W、扫描速度为730 mm/s时,此时成形的Mo/316L不锈钢复合材料致密度最高,并可观察到大量球形Mo颗粒均匀分布于金属基体中。熔池中悬浮Mo颗粒的存在一方面加大了熔体冷却速度、过冷度和形核率,另一方面部分Mo元素融入316L金属基体中导致了铬当量Cr_eq值的增大和Ni_eq值的减小。当Mo颗粒加入量为2wt.%时,金属基体保持奥氏体相为主,晶粒明显细化和等轴化。抗拉强度提升10.77%的同时,断裂延伸率基本保持不变;当Mo颗粒加入量为6wt.%时,金属基体则从纯奥氏体结构转变为以铁素体为主的铁素体-奥氏体双相结构,材料屈服强度进一步提升46.5%,断裂延伸率为20.5%,仍保持有良好塑性。     

双波长选区激光熔化成形中F-theta镜头光学设计

在选区激光熔化成形设备中,F-theta镜头是其重要的组成单元,一般采用单一波长作为光源。为了改善选区激光熔化成形性能,首次设计了由三片球面透镜组成的用于共轴双波长选区激光熔化成形的f-theta镜头。通过引入负畸变实现线性扫描,并选择合适玻璃材料、结构设计来消除色差。在扫描面积为120mm×120mm范围内,适用激光波长为532nm和1080nm,对这两波长激光的聚焦光斑分别小于30μm和60μm,横向色差分离小于1μm,满足高精度双波长激光同时共轴选区熔化成形的应用需求。     

热处理对选区激光熔化制备GH3536镍基高温合金组织性能的影响研究

通过选区激光熔化技术制备了GH3536镍基高温合金,并在900 ℃不同保温时间下(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 h)进行热处理。利用光镜、X射线衍射、电子背散射衍射、纳米压痕和维氏硬度分析了沉积态和不同热处理态的微观组织和力学性能。结果发现,沉积态组织内部存在细小枝晶,经热处理后部分消失,部分转变为再结晶晶粒。沉积态横截面(Z面)晶粒主要沿着(111)面和(001)面生长,热处理后的晶粒主要沿着(101)面生长。沉积态硬度为303 HV_0.5,杨氏模量为218 GPa,经热处理后杨氏模量基本不变,但硬度显著降低,为273 HV_0.5左右。     

选区激光熔化304L不锈钢的组织结构及力学性能分析

采用选区激光熔化技术成形304L不锈钢,研究了成形后的显微组织和形貌特征,以及不同构建方向对力学性能的影响。结果表明:304L不锈钢组织中无明显气孔和夹杂缺陷;试样的表面粗糙度随倾斜角度的增大而减小。获得准确完整成形几何特征的前提是,薄壁试样厚度的设计值大于0.3 mm,无支撑圆孔试样直径设计值在1～12.5 mm之间,试样外尖角角度设计值大于5°,试样的内尖角垂直摆放时设计值大于15°,水平摆放时设计值大于8°。不同构建方向对试样的抗拉强度和屈服强度影响不明显,当试样的构建方向与基板呈0°时,试样抗拉强度达到最大值684.7 MPa,当构建方向与基板呈30°时,试样的断后伸长率达到最大为47.7%,同时冲击功达到最大值196.3 J,断裂机制均为韧性断裂。     

Fe-Ni-P-B-C表面合金层的激光熔化激冷组织

本文研究了在45碳钢表面熔Fe—Ni—P—B—C共晶和亚(过)共晶合金簿层后,利用激光使表层熔化激冷所获得的微晶组织形态,非平衡相过饱和度,回火时的变化以及激光熔化激冷对钢表面合金层的硬度和耐磨性的影响。并与以前的工作进行比较分析,为激光熔化激冷表面强化新技术提供理论依据。     

选区激光熔化与定向能量沉积NiTi形状记忆合金组织与性能的对比研究

利用激光增材制造技术成形了Ni50.8Ti49.2形状记忆合金,对比分析选区激光熔化(SLM)成形试样与激光定向能量沉积(DED)成形试样的物相分布、微观结构、力学性能与变形机理.结果表明SLM试样具有100 MPa的屈服强度和8％的伸长率,而DED试样的屈服强度高达700 MPa但仅有2％的伸长率.SLM试样的变形行...     

选区激光熔化金属材料中的霍尔-佩奇关系

增材制造技术制备的金属材料部件,力学性能优于传统铸造工艺制造的,其原因可归于打印过程中晶粒的细化、高密度位错的形成以及纳米级胞状结构的存在.同时,通过增强位错钉扎作用,元素的过饱和固溶、晶界元素偏析共同促进了打印材料强度的提高.纳米尺寸级别的胞状晶结构组成了微米尺寸的柱状晶粒,因此对力学性能的计算和判断带来了困难.因此...     

添加微量金属元素影响AlSi7Mg合金性能的研究综述

AlSi7Mg合金具有比强度高、耐蚀性好、铸造性能优良等优点,广泛应用于汽车制造领域。但该合金在凝固成型过程中,易形成粗大的共晶硅,力学性能较差。添加金属元素或稀土元素可优化α-Al基体和细化共晶硅,提高力学性能。综述了主族金属元素(Sr,Sb,Cu,Zr),稀土元素(La,Re,Y,Eu),多种稀土元素或主族金属和稀土元素复合添加对AlSi7Mg合金组织形貌及力学性能的影响。     

近α钛合金粉末选择性激光熔化成形研究

利用光学显微镜、扫描电镜等手段分析了选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）钛合金成形单道、单层及块体成形规律。采用不同激光功率与扫描速度的组合进行成形,研究了激光功率、扫描速度对单道熔池形貌及宽度的影响规律;通过单层试验,研究了扫描间距与熔池形貌的关系;通过块体试验,研究了致密度与线能量密度的关系,确定了最优工艺窗口。