Ni元素对激光诱导自蔓延反应合成Ti-Fe共晶合金组织性能的影响

采用激光诱导自蔓延反应合成制备了Ti-Fe-Ni三元合金。实验结果表明,当第三组元Ni含量介于12 at.%之内时,合成产物仍保持Ti70.5Fe29.5共晶合金的相组成,即是由β-Ti固溶体、TiFe和Ti2Fe金属间化合物所组成。但随着Ni含量的增加,合成产物中β-Ti固溶体的数量逐渐减少,而TiFe和Ti2Fe金属间化合物的数量逐渐增加。同时组织形态也由共晶组织逐渐转变为过共晶组织。随着Ni含量的增加,合成样品的致密度逐渐降低;由于受合成样品微观组织和致密性这两种因素的综合作用,致使Ni含量为9 at.%的合成样品具有高的硬度、强度及良好的塑性。     

激光自蔓延连接CFRTP/铝接头微观形貌及形成机理

为了研究碳纤维复合材料（CFRTP）与金属的高效焊接，采用激光诱导Al-Ti-C粉末中间层自蔓延反应的方法，对碳纤维复合材料与铝进行了异种连接实验，分析了中间层自蔓延反应形成焊缝的反应机理、CFRTP/铝连接接头的微观界面和形成机理。结果表明，激光照射使中间层温度升高至933K左右时自蔓延反应开始进行，铝元素熔化并包裹住固态Ti发生反应，生成Ti-Al系化合物，在高温下化合物继续和Ti元素反应生成TiC并释放热量；同时，单质Ti与C也发生反应生成TiC并释放热量，反应产生的热量继续维持下一层面的反应，直至整个中间层反应结束形成良好的"焊缝"；这些热量使得中间层左右两侧母材发生微融再次挤压成型形成质量良好的连接接头。激光诱导Al-Ti-C中间层自蔓延高温合成连接方法可以实现CFRTP/铝的高质量连接，对实现交通工具结构轻量化是有帮助的。     

激光引燃自蔓延合成Al-Ti-C中间合金差示扫描量热法分析

利用元素间强烈的放热反应，采用激光引燃自蔓延Al-Ti-C合金合成铝合金晶粒细化中间合金。结果显示,所合成Al-50(TiC)中间合金内部作为异质核心的形核粒子TiC呈颗粒状，平均尺寸小于1 μm，粒子弥散分布，TiAl3呈长条状，中间合金加入铝熔体内，形核粒子较容易弥散开来。保温90 min未出现聚集成团现象，具有良好抗衰退能力。在所述实验条件下可使工业纯铝平均晶粒尺寸细化为150 μm以下，差示扫描量热法(DSC)热分析曲线出现一个尖锐的吸热峰和一个浑圆的放热峰。同时分析了激光引燃自蔓延合成的过程。     

激光诱导自蔓延反应合成Zr-Ti-Ni准晶合金

利用构成Zr-Ti-Ni稳态准晶合金体系组元间具有负的混合焓而能发生放热反应的热力学特征,进行了激光诱导自蔓延反应合成准晶的工艺研究.研究结果表明,激光诱导自蔓延反应合成Zr44Ti40Ni16,Ti41.5Zr41.5Ni17和Ti40Zr40Ni20产物皆是由准晶I相,7(Ti/Zr)固熔体及具有MgZn2晶体结构的Laves相所组成,但各组成相的含量有所不同.当反应体系成分由Zr44Ti40Ni16依次变为Ti41.5Zr415Ni17和Ti40Zr40Ni20时,产物中准晶相的相对含量逐渐降低.随着合成产物中准晶含量的增加,合成样品的显微硬度增加.     

激光合成Ni85Al15掺杂钨精矿粉合金组织及性能研究

为了提高复合材料的硬度、强度及耐磨性能,采用高能束激光诱发自蔓延原位自生反应合成金属陶瓷颗粒增强复合材料的方法,在过共晶Ni85Al15粉末中添加质量分数为0.01,0.015和0.02的钨精矿粉并压制成坯激光烧结后,得到了烧结合金的X射线衍射和扫描电子显微硬度、磨损测试结果。未添加钨精矿粉时,烧结合金的合成产物主要有NiAl,Ni3Al和Al2O3等相;添加钨精矿粉后,烧结合金产物增加了Ni4W和WO3相;当钨精矿粉的质量分数为0.01时,烧结合金相对密度最高为5.84g/cm3,其孔隙率最低为0.13%,合金硬度最高为325.2HK,磨损率最低为0.27mg/mm2。结果表明,钨精矿粉的加入,能够增加材料的硬度及其耐磨性能,当其质量分数达到0.01时,材料的硬度和材料的耐磨性能最优。     

激光直接烧结FGH95合金的微观组织与性能

基于直接激光金属烧结成形技术,以FGH95镍基高温合金粉末为研究对象,讨论了烧结工艺参数对制件微观组织、体积密度及显微硬度的影响。制件微观组织结构由等轴晶和枝状晶组成,在较高的激光功率、较低的扫描速度和较小的扫描间距时,等轴晶数量减少,尺寸增加,而枝状晶数量多且晶粒细微。制件的体积密度随着激光功率的提高而增大,随着扫描速率和扫描间距的增大而减小;随着激光功率和扫描速度的提高,制件的显微硬度呈先降后升趋势;随着扫描间距的增大,制件的显微硬度呈递增趋势,在到达最大值时有明显的回落。采用激光功率为900 W,扫描速度为0.8 m/min,扫描间距为0.6 mm以及粉层厚度为0.9 mm的参数组合,可获得表面平整、体积密度高、晶粒均匀细小和无明显微观缺陷的制件,其显微硬度可达到477 HV。     

激光点火功率对激光诱导自蔓延反应合成非晶基复合材料组织性能的影响

注意到构成Zr基大块非晶合金体系的主要组元之间具有很大的负混合焓,因而能够发生很强的放热反应。利用这一特点,我们首次设计了激光诱导自蔓延反应合成大块非晶合金的工艺。针对Zr-Al-Ni-Cu合金体系初步研究结果表明,合成产物主要是由非晶、Zr3Al2及Zr2Cu型金属间化合物所构成。增加激光点火功率,合成产物中非晶比例增加,而硬度降低。     

激光诱导自蔓延反应合成非晶复合材料组织与性能

利用构成Zr基大块非晶合金体系的主要组元之间具有很大的负混合焓而能发生很强放热反应的特点 ,设计了激光诱导自蔓延反应合成大块非晶合金的工艺。针对Zr Al Ni Cu合金体系的初步研究表明 ,合成产物主要是由非晶 ,Zr3Al2 及Zr2 Cu型金属间化合物所构成。随着掺杂 (Zr,C)含量的增加 ,合成产物中非晶比例降低 ,而硬度及耐磨性增加。     

激光熔覆CoCrFeMnNiTix高熵合金涂层的微观组织及性能研究

利用激光熔覆技术在45钢表面制备了CoCrFeMnNiTi_x（x为Ti的摩尔比,x=0.25,0.50,0.75,1.00）高熵合金涂层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、维氏硬度计、电化学工作站和摩擦磨损试验机等分析了Ti元素对CoCrFeMnNiTi_x高熵合金涂层微观组织和性能的影响。结果表明CoCrFeMnNiTi_x高熵合金涂层微观组织是由面心立方（FCC）固溶体相和TiC颗粒相组成的枝晶组织。随着Ti元素增加,TiC颗粒在晶内析出并逐渐增多,在Ti原子固溶引起的晶格畸变和TiC析出的共同影响下,晶格常数先增大后减小。Ti元素的添加引起了涂层的固溶强化和第二相强化,高熵合金涂层的显微硬度逐渐增高至364.5 HV0.3。掺杂Ti元素使高熵合金涂层的腐蚀机制由点蚀转变为晶间腐蚀,随着Ti元素含量增加,涂层活化阶段的晶间腐蚀加剧。涂层的磨损机制随Ti元素的增加由黏着磨损向氧化磨损与磨粒磨损转化,CoCrFeMnNiTi_0.25涂层具有最好的耐蚀性能和耐磨性...     

Cu-Al系粉末压坯激光反应烧结研究

通过对烧结温度的变化过程、产物相的形成与转变、致密化行为、硬度特征等细致的研究和分析,揭示了Cu-Al系粉末材料激光反应烧结的特性.结果表明,在激光输出功率800W、持续作用时间为16s的情况下,反应向试样的纵深方向发展,表现出剧烈、快速的蔓延燃烧特征,相的形成是在激光加热与反应阶段的短暂时间内完成.由于激光加热比常规电炉加热速度快,烧结试样均产生收缩,在Cu75Al25试样中出现了亚稳态马氏体(M)型Cu3Al相.     

Ni-Al-Cu粉末合金激光点火反应烧结的致密化研究

主要研究了激光点火反应烧结Ni—Al—CU系粉末材料的致密化机理。随体系中Cu含量的增多,大颗粒的Ni—Al—Cu粉末压坯在激光快速点火和烧结下实现了无压致密,最终产物并没有发生显著地改变。液相和被瓦解的固相小晶粒或颗粒的共同填充是导致最终致密的主要机理。     

送粉激光熔覆WC陶瓷层的高温组织与性能

实验研究了Co基自熔合金、Ni基自熔合金+WC、Co基自熔合金+WC激光熔覆层在不同温度下的显微组织和各种化合物的硬度,结果表明三种材料在相同激光熔覆工艺参数下获得的熔覆层的高温显微组织、性能存在很大的差异,Ni基自熔合金+WC在700℃时硬度开始显著降低且显微组织发生很大变化,而Co基自熔合金和Co基自熔合金+WC在700℃时才开始发生变化且变化幅度较小。同时证明WC在加热过程中硬度没有显著降低。实验结果对获得具有抗高温粘着磨损的激光熔覆层有重要的理论和实际意义。     

不同扫描速度下A3钢表面B4C-TiNCo激光组织和性能的研究

介绍了用高功率CO2激光束对A3钢表面进行激光熔敷处理.对不同扫描速度下合金层的显微组织、硬度、耐磨性进行了测试和分析.结果表明,扫描速度对合金层的显微组织和性能影响特别显着.     

CO2激光烧结金刚石微粉压坯的实验研究

为了改进金刚石微粉烧结体的机械性能,利用现有的激光技术,采用高功率横流CO2激光烧结金刚石微粉压坯,研究在不同的激光工艺参数下,烧结体中的金刚石微粉与金属粉末粘结的结合性能、微观结构以及形成机理。结果表明,在合适的激光工艺参数下可以得到组织结构良好的金刚石微粉压坯烧结体,显著提高烧结体的致密性和耐磨性,开辟了一种金刚石工具制造的新工艺。     

选区激光烧结聚苯乙烯粉的基础实验研究

为了探寻选区激光烧结工艺参量对聚苯乙烯粉烧结质量影响的规律,并通过工艺参量的优化来提高其烧结精度与强度,采用对聚苯乙烯粉进行热重/差示扫描量热法实验分析、利用SLS300快速成型机对聚苯乙烯粉烧结等方法,进行了理论分析和实验验证,发现烧结温度在150℃～260℃之间时,试样烧结尺寸精度较高。结果表明,聚苯乙烯粉烧结件的x向和y向尺寸精度受工艺参量影响较小,而z向尺寸精度受工艺参量影响较大;弯曲强度表现为随激光功率、扫描间隔、分层厚度的增大而减小的变化趋势。这对于工艺参量优化选择来提高聚苯乙烯粉的烧结质量提供了实验依据。     

SiC纳米陶瓷粉末激光烧结成形试验研究

基于选择性激光烧结快速成型技术,利用CO2激光对纳米SiC粉体材料进行了激光烧结成型的试验.用X射线衍射、扫描电镜等分析了烧结层中纳米SiC的显微组织,同时对激光烧结过程及工艺参数的影响进行了探讨.研究结果表明,采用选择性激光烧结工艺参数,可以实现SiC陶瓷块体的烧结成型,烧结件内部组织保持纳米结构,材料晶粒尺寸基本不长大.烧结过程中SiC有分解反应,产生纳米Si和C.     

激光冲击强化对TC17微观组织和表面硬度的影响

为了研究激光冲击次数和冲击能量对TC17钛合金微观组织和表面硬度的影响,采用不同的工艺参量对TC17钛合金进行了激光冲击强化处理。TC17钛合金在激光冲击后,表面形成了剧烈塑性变形和高密度位错,冲击过程中位错发生增殖、塞积、缠结等现象,单脉冲冲击形成的微凹坑的深度最大可达21.4μm;脉冲能量为5J、搭接冲击次数从1次增加到4次时,材料的表面硬度相比母材的增幅分别为8.3%,17.2%,24.3%和24.5%;5J和7J冲击1次时,表面硬度相比母材增幅分别达8.3%和14.2%。结果表明,随着冲击次数和脉冲能量的增加,TC17材料表面硬度随之增加,激光冲击强化使材料表面产生高密度位错,这是其表面硬度增加的关键原因。     

铁基粉末冶金压坯激光烧结研究

应用CO_2激光器对Fe-C-Cu-MoS_2粉末冶金坯料进行烧结,在烧结期间元素发生扩散,形成了微细的Fe_3C和CuMo_2S_(5-x)相。该法烧结成的材料具有理想的组织和性能。直径为10mm的坯料可在5分钟内充分透烧。     

Ultrasonic characterization of density and elastic properties in Bi-2212 powder compacts

This paper addresses the development and application of advanced sensing based on emerging nondestructive evaluation techniques, such as ultrasound, resonant frequency, x-ray, etc., for characterizing product quality at various stages of high temperature superconducting (HTS) conductor manufacturing. These techniques provide valuable information on the relationships between process variables and product properties, and enable new/emerging manufacturing process optimization. Such techniques are being explored for the characterization of critical product parameters at various stages of Bi-2212 powde-intube process. In addition, these techniques, when implemented in real-time, promise significant benefits for sensing and process control of HTS conductor processing. Specifically, this paper discusses the development of ultrasonic techniques for characterizing density and elastic properties in Bi-2212 powder compacts. Ultrasonic longitudinal and shear wave velocities in these materials were measured at 2.25 MHz. Ultrasonic velocity is a strong function of density (hence porosity) and provides a potential means of measurement of this quantity. Also presented are ultrasonic measurement of elastic properties of Bi-2212 compacts.