预制坡口角度对激光增材再制造IN718合金组织与性能的影响

目的研究在激光增材再制造IN718合金过程中,不同预制坡口角度对其组织与性能的影响。方法利用激光增材再制造技术对不同预制凹槽进行逐层叠加修复,采用光学显微镜观察显微组织,采用扫描电镜观察断口形貌,采用维氏硬度计对再制造试样进行硬度测量,采用残余应力测试仪测量再制造后基体表面的残余应力,采用万能拉伸试验机进行拉伸力学性能测试。结果当预制坡口角度大于130°时,能得到无组织缺陷、成形质量良好的增材再制造试样;当预制坡口角度小于110°时,修复界面会出现熔合不良现象,且修复区内部会出现裂纹。预制大的坡口角度进行激光增材再制造试验能获得组织更加细密、硬度分布更为均匀的再制造层,且大的坡口角度能有效降低再制造试样基体的残余应力。增大坡口角度有助于提高再制造试样的塑性,随着坡口角度的减小,再制造试样的力学性能变差。结论在进行激光增材再制造试验时,不宜预制过小的坡口角度,应根据损伤情况预制坡口角度较大的凹槽,有助于增加再制造成形件的组织均匀性,提高其力学性能。     

重熔扫描对激光选区熔化成形IN718孔隙缺陷的影响

激光选区熔化技术以其一体化制造特点和对于复杂零部件制造的优势,在航空工业领域受到广泛关注,然而孔隙缺陷在成形零件中始终不可避免,通常有未完全熔合缺陷、气孔和封闭匙孔三种。针对零件成形过程中形成的孔隙缺陷,探索三种不同重熔扫描策略的最优成形工艺参数,并对重熔消除孔隙的机理进行了分析。研究表明,使用高于初次扫描的功率进行重熔能够形成足够深度的熔池以消除熔道内部孔洞,且重熔工艺还能提高成形样件的塑性性能。     

磷对IN718合金δ相的影响

研究了磷对ＩＮ７１８合金δ相的影响。结果表明：磷改善热处处理组织中δ相的形态和分布,显著抑制儿过程中δ相的生长,磷对δ相生长的抑制可与磷对矿散的阻碍作用有关。     

α—Cr相在IN718合金中的析出及其热力学计算

通过热力学计算，建立了Cr,Mo及Nb与IN718合金的赝二元相图以及Cr-Fe-IN718赝三元等温截面图。研究了IN718合金中α－Cr相析出条件和化学成分对α－Cr相析出温度及析出量的影响。确定了α－Cr相析出的临界成分和不同成分条件下α－Cr相开始析出温度及析出量，同时得出了Cr,Mo和Nb含量与α－Cr相开始析出温度和析出量的关系式。利用X射线衍射对萃取相的分析及选择性浸蚀方法，验证并显示了α－Cr相在IN718合金中的存在和分布。     

不同时效温度下激光增材再制造IN718合金层的组织与性能研究

研究了不同时效处理对激光增材再制造IN718合金组织及性能的影响。结果表明,时效处理不能改变激光增材再制造IN718合金的外延生长组织特征,但在微观上能够影响Laves在枝晶间的含量和形态。在不同时效温度条件下,随着时效时间的增加,γ"相逐渐长大并在保温一定时间后发生γ"相到δ相的转变,且时效温度越高,所需时间越短。此外,不同时效温度下处理后的修复区显微硬度和抗拉强度随时间均表现出先增后减的趋势。720℃条件下,显微硬度(HV0.2)在时效16 h时出现峰值4100 MPa,而760和800℃条件下时效4 h时出现峰值,分别为3850和3610 MPa。720,760及800℃时效条件下不同时效时间对应的抗拉强度最大值分别为1153,1090和1026 MPa。     

镍基IN718合金时效过程中α-Cr相演变行为

通过力学性能试验，扫描电镜观测和化学重量分析，研究了直接时效与标准热处理工艺处理的IN718合金盘材经593℃-677℃高温长期时效至2000h后力学性能和微观组织行为。结果表明，直接时效的DA718合金在未经长期时效前已含有约0．006w／％的α—cr相，于650℃和677℃时效2000h后α-Cr相均达0．6w／％左右，而在相同时效条件下，标准IN718合金α—Cr相比DA718要少。合金强度的变化规律与冲击韧性明显不同，2种合金微观组织演变行为也有明显区别，特别是α—Cr和δ相的变化行为。因此，合金微观组织行为对综合力学性能的影响需要进行综合考虑。     

超高频电弧增材制造GH4169合金热处理组织

采用超高频脉冲电弧增材工艺成形了GH4169高温合金薄壁件,并制定了两种热处理制度. 试样分为3组:未热处理组、固溶+时效组和均匀化+时效组,并对电解腐蚀后的显微组织进行了对比和分析. 结果表明,未经热处理的组织主要为粗大枝晶,晶间有较多的Laves相,在超高频电弧的作用下,其组织比常规脉冲电弧沉积成形得到的组织尺寸更小;固溶+时效处理后的组织,γ基体上分布着大量片状δ相、γ″相和一定量的γ'相,残留有少量Laves相;均匀化+时效后的组织,δ相基本消失,基体上分布有大量颗粒状的γ″相和γ'相,及少量的小块状Laves相和碳化物.     

热处理温度及时间对IN718高温合金的影响

研究了热处理温度及时间对IN718高温合金微观组织、力学性能及抗腐蚀性能的影响。结果表明,经过810℃×30 min的热处理后,合金晶粒度为7～8级,微观组织均匀,缺陷较少,此时合金具有最佳的综合力学性能,硬度(HV)达到250.48,抗拉强度比未处理合金提升了8.48%,腐蚀点面积最小,约为1 132.66μm²。经过900℃×30 min的热处理后的合金腐蚀后增重最少,约为0.001 0 g,其次是810℃×30 min热处理后的合金,增重约为0.001 3 g。     

CMT电弧增材制造Inconel 718高温合金成形工艺研究

Inconel 718高温合金具有组织稳定、抗热腐蚀、高温下强度高的特点,可以应用于高温、复杂应力等苛刻环境。文中以CMT电弧增材制造技术为研究对象,以Inconel 718高温合金为成形材料,探索工艺参数影响成形形貌的内在机理,采取电流电压信号采集、高速CCD拍摄熔滴过渡行为的方法,通过控制变量法研究不同工艺参数下的熔滴过渡行为,在此基础上分析工艺参数对单层焊道成形的影响。研究发现：较大的送丝速度成形质量更好,且利于搭接,同时伴随着大量的飞溅;当焊丝伸出长为10 mm时,可获得最小的单道熔宽;对单层单道熔覆层成形影响的大小顺序为送丝速度大于焊丝伸出长。     

固溶温度对激光增材制造Inconel 718合金组织和性能的影响

目的探索激光增材制造Inconel718高温合金最理想的固溶处理制度。方法利用激光增材制造技术制备了Inconel 718合金,通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、能谱分析和维氏硬度测试等方法,研究了固溶温度对其组织、析出相及硬度的影响。结果不同固溶温度对Inconel 718的晶粒尺寸有很大影响。在固溶温度1000℃下保温1 h,沉积层开始出现再结晶现象。当固溶温度继续增加到1080℃时,与沉积态的组织相比,晶粒明显细化且再结晶过程基本完成。此外,不同固溶温度条件下,Inconel718的相析出和溶解行为也有所差异。固溶温度为940℃时,在未溶解的Laves相周围存在明显的δ相,当固溶温度继续提高时,δ相由于固溶作用而数量减少。另外,不同固溶温度处理后的合金显微硬度也表现出规律变化。当固溶温度为940℃时,试样硬度高于沉积态硬度,但是随着固溶温度持续升高,合金的显微硬度开始迅速下降并低于沉积态硬度,1050℃时保持稳定;当温度高于1150℃时,显微硬度继续迅速下降。结论激光增材制造Inconel718合金的热处理制度不同于铸造和锻造的热处理制度,其较为理想的固溶制度为1080～1150℃保温1 h。     

热处理对激光选区熔化制备Inconel 718合金组织和拉伸性能的影响

采用激光选区熔化工艺(SLM)制备了Inconel 718合金,并对合金分别进行了1050 ℃×1 h固溶和1050 ℃×1 h固溶+720 ℃×8 h+620 ℃×8 h双级时效热处理。结合微观组织、拉伸性能和断裂特征分析,研究了热处理工艺对SLM制备的Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后合金内Laves相溶解,位错密度显著降低,材料的强塑性匹配较打印态得到良好的改善。经过时效热处理后,γ′和γ″强化相析出使合金强度大幅度提高的同时,保留了一定的塑性。     

热处理对一种新型增材制造镍基高温合金显微组织与拉伸性能的影响

本文研究了不同热处理工艺对一种新型增材制造镍基高温合金ZGH451组织性能的影响。结果表明,沉积态组织主要由外延生长的微细柱晶组成,枝晶间存在γ/γ＇共晶组织,合金中元素偏析造成了枝晶干与枝晶间处γ＇相尺寸差异,分别为100 nm和250 nm。不同热处理工艺合金的组织和性能存在一定差异：随着固溶温度由1180 ℃升高到1350 ℃,合金偏析程度逐渐减弱,直至1350 ℃发现初熔组织;随着一级时效温度由1050 ℃升高到1150 ℃,γ＇相的尺寸逐渐增大,形状由球状等不规则形状转变为立方状。综上,优化出适用于该合金的热处理工艺（HT2）,与沉积态合金相比,完全热处理后合金的晶粒尺寸明显增大,且消除了合金的偏析及γ/γ＇共晶,在1000 ℃拉伸变形过程中γ/γ＇界面形成致密的位错网,抗拉强度和屈服强度分别为520 MPa和269 MPa,延伸率为11%。     

二次固溶处理对IN718合金组织性能的影响

对IN718合金进行二次固溶处理,研究了二次固溶处理对其组织及高温拉伸性能的影响.结果表明,经二次固溶处理后,IN718合金组织中δ相含量较一次固溶增加,高温屈服强度降低.随二次固溶温度升高,δ相析出减少,高温屈服强度升高.     

热处理对增材制造316L不锈钢组织各向异性的影响

以选区激光熔化(SLM)制备的316L不锈钢为研究对象。首先对打印件的孔隙率、微观组织进行了表征,然后探究了热处理对组织各向异性及硬度的影响规律。结果表明,打印件的体积孔隙率和面孔隙率均较低,均在1%以下,二者之间没有明显差别;对于垂直打印方向的XY面,主要由互成67°交叉的条状微熔池组成,条状微熔池中包含柱状和胞状两种组织,前者主要位于熔池边界,长约几十微米、宽约400 nm,后者主要位于熔池中心位置,尺寸约400 nm;对于平行于打印方向的YZ面,熔池主要呈扇状,扇状熔池内部也包含柱状和胞状两种组织,但分布更加复杂,其中柱状组织贯穿多层熔池生长,XY面与YZ面在微观组织上存在着明显的各向异性。适当的热处理工艺可有效改善组织的各向异性, XY面在800 ℃×2 h热处理后基本可以实现均匀化,而YZ面在900 ℃×2 h处理后才达到均匀化。拥有微纳尺寸结构的增材制造件拥有比传统零件更高的硬度。此外,热处理可使不同方向上的硬度下降,但垂直打印方向上的硬度下降幅度更大。     

Microstructure and mechanical properties of laser additive manufactured novel titanium alloy after heat treatment

A novel α+β titanium alloy with multi-alloying addition was designed based on the cluster formula 12[Al-Ti₁₂](AlTi₂)+5[Al-Ti₁₄](AlV_1.2Mo_0.6Nb_0.2) which was derived from Ti-6Al-4V.The nominal composition of this novel alloy was determined as Ti-6.83Al-2.28V-2.14Mo-0.69Nb-6.79Zr.In this study,the novel alloy and Ti-6Al-4V alloy samples were prepared by laser additive manufacturing.The microstructure,micro-hardness,room/high temperature tensile properties of the as-deposited samples were investigated.Compared to Ti-6Al-4V,the novel alloy has much higher room and high temperature (600℃) tensile strengths,which are 1,427.5 MPa and 642.2 MPa,respectively;however,it has a much lower elongation (3.2%) at room temperature because of the finer microstructure.To improve the elongation of the novel alloy,heat treatment was used.After solution at 960℃ or 970℃ for 1 h followed by air cooling and aging at 550℃ for 4 h followed by air cooling,a unique bi-modal microstructure which contains crab-like primary α and residual β phase is obtained,improving the compression elongation by 80.9% compared to the as-deposited samples.The novel alloy can be used as a high-temperature and high-strength candidate for laser additive manufacturing.     

扫描间距对选区激光熔化IN718合金微观组织的影响

通过选区激光熔化(SLM)技术制备了IN718合金,利用X射线显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子背散射衍射等技术分析了IN718合金的致密性、相组成和晶粒形态以及取向关系。结果表明:SLM成形IN718合金的物相组成为面心立方结构的γ-Ni相与体心四方结构的γ″相,晶粒沿构建方向呈柱状晶。当激光扫描间距为100 μm时合金的致密度达到最高,当激光扫描间距为90 μm时,合金沿构建方向形成强<001>织构。     

热处理对电弧增材制造Inconel 625合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究电弧增材制造Inconel 625合金热处理前后的显微组织和力学性能。未热处理样品的显微组织中形成枝晶镍基固溶体相、(Nb,Ti)C碳化物、Laves相和δ-Ni₃Nb二次相。固溶热处理导致Laves和Ni₃Nb相的溶解。此外,枝晶被大柱状晶取代。时效热处理导致晶界M₂₃C₆碳化物和纳米γ’’晶的析出。未经热处理试样的硬度、屈服强度、抗拉强度和伸长率与铸态合金的接近,其断裂为穿晶韧性断裂。固溶热处理能提高合金的硬度和屈服强度,降低伸长率,但对抗拉强度影响不大。此外,时效热处理导致拉伸性能变差,断裂模式转变为穿晶韧性断裂和沿晶脆性断裂的混合模式。     

热处理对激光增材制造Ferrium M54钢微观组织及力学性能的影响

采用激光增材制造技术制备了Ferrium M54钢,研究了传统热处理对其组织和力学性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸试验机及维氏硬度计分析了沉积态和热处理后试验钢的微观组织和力学性能。结果表明,激光增材制造M54二次硬化钢是由沿沉积方向生长的柱状晶构成,沉积态试样纵向的抗拉强度和屈服强度分别为1832 MPa和997 MPa,断后伸长率和断面收缩率分别为9.5%和28%;经过传统热处理后,定向凝固形成的胞状结构消失,得到马氏体组织。经1075 ℃固溶+1060 ℃油淬+-73 ℃深冷+510 ℃时效处理后激光增材制造 Ferrium M54钢的性能最好,抗拉强度为1863 MPa,屈服强度为1594 MPa,断后伸长率为15%,断面收缩率为59%,硬度为603 HV。     

Influence of heat treatments on microstructure and mechanical properties of laser additive manufacturing Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr titanium alloy

The effect of heat treatments on laser additive manufacturing (LAM) Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr titanium alloy (TC17) was studied aiming to optimize its microstructure and mechanical properties. The as-deposited sample exhibits features of a mixed prior β grain structure consisting of equiaxed and columnar grains, intragranular ultra-fine α laths and numerous continuous grain boundary α (α_GB). After being pre-annealed in α+β region (840 °C) and standard solution and aging treated, the continuous α_GB becomes coarser and the precipitate free zone (PFZ) nearby the α_GB transforms into a zone filled with ultra-fine secondary α (α_S) but no primary α (α_P). When pre-annealed in single β region (910 °C), all α phases transform into β phase and the alloying elements distribute uniformly near the grain boundary. Discontinuous α_GB and uniform mixture of α_P and α_S near grain boundary form after subsequent solution and aging treatment. The two heat treatments can improve the tensile mechanical properties of LAM TC17 to satisfy the aviation standard for TC17.     

热处理对激光选区熔化成形Inconel 718合金显微组织结构和力学性能的影响

主要研究了激光选区熔化(selective laser melting,SLM)成形Inconel 718合金经固溶时效(SA)、均匀化+固溶时效(H+SA)、热等静压+固溶时效(HIP+SA)3种热处理后显微组织结构的转变与力学性能之间的关系.结果表明,沉积态试样的晶粒内部存在大量树枝晶结构,枝晶间析出了大量硬脆La...