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。     

冷焊与冷焊激光复合修复ZL114A铝合金组织和力学性能研究

采用冷焊与冷焊激光复合修复技术对预制槽损伤的ZL114A铝合金进行修复实验研究,系统分析了热处理前后的组织形貌,测试了样品的显微硬度和室温拉伸性能。结果表明:冷焊与冷焊激光复合两种修复工艺修复区与基材都形成良好的冶金结合,修复区组织同为α-Al枝晶和枝晶间Al-Si共晶,共晶Si相具有大量棒状分支,激光沉积修复区一次枝晶间距13.1μm,二次枝晶间距6.7μm,约为冷焊修复区的3倍。因冷焊修复区具有相对较高的过冷度导致共晶Si相的棒状分枝更为发达。热处理后两种修复工艺的修复区组织中共晶Si相圆整度都得到了显著提高,冷焊修复区Si颗粒分布更加弥散均匀,但出现少量粗大的共晶Si相,颗粒度约为激光沉积修复的1/2。T6热处理后修复区硬度相比于热处理前都有明显提高,对修复后试件进行室温拉伸试验,试件均在铸造基体处断裂,表明两种工艺的修复区强度均高于修复的铸造基板强度。     

Al-12.7Si-0.7Mg合金焊接热裂纹倾向性研究

在不填丝的情况下,采用自动TIG焊对Al-12.7Si-0.7Mg合金热挤压型材进行鱼骨状裂纹试验.通过目测、金相观察、EDS分析、显微硬度测定等方法研究了该合金的焊接热裂纹倾向性及焊接接头显微组织与硬度分布.结果表明:焊缝表面与内部均未发现裂纹,合金焊接热裂纹倾向性低.焊缝区是母材在焊接热作用下熔化后激冷形成的铸态组织,主要由α-Al、Al-Si共晶相以及少量Mg2Si、含Fe相等金属间化合物构成。经T6处理后,焊缝区中呈密集纤维状的共晶硅粒状化.显微硬度测试结果显示焊态接头焊缝区硬度最高,熔合区急剧下降,在热影响区达到最低,经T6处理后,接头各区显微硬度整体提升,且波动较小.     

选区激光熔化成形GH4169合金研究现状

介绍了选区激光熔化成形GH4169合金存在的球化、孔洞等常见缺陷的形成机理及工艺控制现状,重点分析了激光功率、扫描速率、铺粉厚度等工艺参数对选区激光熔化成形GH4169合金成形件组织性能的影响规律,以及热处理、颗粒增强等组织性能调控手段对选区激光熔化成形GH4169合金组织性能影响。从工艺控制、材料强化设计等方面对选区激光熔化成形GH4169合金进行展望,认为利用选区激光熔化成形技术开展颗粒增强GH4169复合材料的设计与成形是进一步提升选区激光熔化成形GH4169合金性能的有效途径。     

选区激光熔化成形Al-Ce-Sc-Zr合金的工艺优化与组织性能

以气雾化Al-10Ce-0.4Sc-0.2Zr(质量分数)预合金粉末为原料,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)法制备Al-Ce-Sc-Zr合金。通过光学显微镜和室温拉伸实验等研究激光功率和扫描速度对合金致密度与力学性能的影响,优化工艺参数;并采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等研究最佳工艺参数下SLM成形的合金共晶组织形貌、物相组成和晶粒尺寸等。结果表明,激光功率和扫描速度跟合金致密度和力学性能之间呈非线性关系;随激光能量密度升高,合金致密度和力学性能先上升后下降。在激光功率为350 W、扫描速度为2 000 mm/s的最优参数下成形的Al-Ce-Sc-Zr合金,致密度达到99.92%,抗拉强度和屈服强度分别为(441±3) MPa和(370±18) MPa,伸长率为(9.4±0.9)%。SLM成形Al-Ce-Sc-Zr合金具有柱状晶和等轴晶交替分布的晶粒组织,晶粒取向较随机,不存在明显的织构。合金由α-Al和Al₁₁Ce₃相组成,Sc、Zr原子主要以固溶的形式存在于α-Al中,共晶Al_11...     

激光选区熔化3D打印AlSi10Mg拉伸性能影响因素

利用不同成形工艺、原料粉末和热处理制备激光选区熔化3D打印AlSi10Mg试样并进行拉伸性能研究,讨论了影响激光选区熔化3D打印AlSi10Mg拉伸性能的影响因素,包括3D打印成形工艺、粉末物理性能、热处理制度等.结果表明:激光能量密度通过影响试样相对密度进而对拉伸性能产生影响,能量密度过低时,试样孔洞大多分布在熔池交...     

选区激光熔化Al-Zn-Mg-Sc合金组织与性能研究

采用选区激光熔化(SLM)技术成形Al-Zn-Mg-Sc合金。研究了激光打印参数及热处理工艺对Al-Zn-Mg-Sc合金显微组织与力学性能的影响。研究结果表明, 打印态Al-Zn-Mg-Sc合金组织具有显著的各向异性特征: 建造面熔池为鱼鳞状, 晶粒为大尺寸柱状晶; 扫描面熔池则为条带状, 晶粒为小尺寸柱状晶与等轴晶。SLM成形的Al-Zn-Mg-Sc合金存在大量热裂纹, 严重影响合金力学性能。但热处理后, Al-Zn-Mg-Sc合金力学性能显著提高。经过热处理后合金的维氏(HV)硬度由91.70提升至144.27, 抗拉强度由183.71 MPa提升至257.53 MPa。      

热处理制度对选择性激光熔化成形TC4钛合金的组织与力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子万能材料试验机研究热处理制度对选择性激光熔化成形技术(SLM)成形TC4(Ti6Al4V)钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:激光成形样品的组织主要由呈外延生长的粗大柱状晶组成,原始柱状β晶粒的显微组织由大量的针状α′相组成;随退火温度升高,条状α相的宽度先增加后降低,强度降低,塑性增加;在(α+β)两相区固溶时,随固溶温度升高,α相的长宽比增加,α相的间距减小,α束集变大,强度升高,塑性降低;对比该7种热处理制度,800℃保温2 h炉冷为最佳热处理工艺,经该工艺处理的试样综合力学性能较好。     

热处理对选区激光熔化Ti-6Al-4V组织及力学性能的影响

通过研究选区激光熔化Ti-6Al-4V合金件不同热处理制度下组织结构转变规律,揭示其热处理工艺—组织结构—力学性能内在联系。结果表明:在600～700℃范围内,合金中α^′马氏体未完全分解,形成α′和α+β混合组织,合金的强度较高,延伸率偏低;温度升高至800～900℃时,α′马氏体完全转变为稳定的α+β层片组织结构;热等静压后,合金亚稳α′马氏体完全转变为α+β层,局部区域出现粗化;随着热处理温度的升高,相对于沉积态,合金的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,断后延伸率逐渐增加;结合微观组织晶粒的长大行为,沉积钛合金退火温度、时间选择800℃、2 h为宜。     

Al-Co-Y合金系非晶的形成及其晶化过程

利用熔体快淬法制备出了Al92-xCo8Yx（x=4,6,8,9,10）薄带,采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行结构分析,示差扫描量热仪（DSC）进行热稳定性分析。研究了Y的加入对合金的非晶形成能力的影响以及Al84Co8Y8合金薄带等温退火的晶化过程。结果表明：当Y的原子分数为8%时,合金系的非晶形成能力最好;非晶态Al84Co8Y8合金的晶化过程分为3个阶段进行,退火过程中的组织结构转变为：非晶合金→非晶基体＋初晶α-Al＋少量未知亚稳相→α-Al相＋未知亚稳相＋Al9Co2→α-Al相＋Al9Co2相＋Al3Y相。     

选区激光熔化成形Al系高熵合金的研究进展

高熵合金打破传统合金设计的桎梏,以其优异的性能成为21世纪热点材料之一,其中Al系高熵合金尤为突出。选区激光熔化技术(Seletive Laser Melting,SLM)是一种可以直接制造出复杂三维金属零件的增材制造技术,无需制作模具,省去了模具设计和制造的时间,极大地缩短了产品研发周期,节约了研发成本,具有可行的经济效益,在挖掘新型合金的性能及应用潜力方面有得天独厚的优势。综上,将选区激光熔化技术应用到高熵合金的制备可谓是"强强联合"。本文将详细介绍近年来选区激光熔化技术在Al系高熵合金制备方面的研究成果,评述Al系高熵合金的组织特征和性能提升的研究进展,指出当前选区激光熔化Al系高熵合金研究的重点和难点,并基于此,展望未来选区激光熔化成形高熵合金的研究、应用以及发展。     

合金化Cr优化含Fe过共晶Al-Si合金显微组织及其机制

采用传统铸造工艺和喷射成形技术制备了无Cr和含Cr的含Fe过共晶Al-Si合金,并利用SEM(EDS)、XRD及DSC对其显微组织、相组成及相变过程进行了研究。结果表明:2%Cr的加入不光使铸态粗大针片状的δ-Al4FeSi2相变为"骨骼状"α-Al(Fe,Cr)Si相,而且使沉积态Al-25Si-5Fe-3Cu合金中短棒状的富铁相(～10μm左右)被尺寸小于3～5μm的颗粒状α-Al(Fe,Cr)Si相所替代,从而细化的组织更有利于合金性能的提高。等温处理实验结果显示沉积态含Cr合金具有较好的组织热稳定性,其主要归因于颗粒状α-Al(Fe,Cr)Si相自身的高温稳定性,而沉积态Al-25Si-5Fe-3Cu合金热稳定差主要由于β-Al5FeSi相的长大和A7Cu2Fe相的形成。另外,结合显微组织和喷射成形工艺特点对沉积态组织形成机制分析发现α-Al(Fe,Cr)Si相有可能通过直接从液相析出和经δ-Al(Fe,Cr)Si相转变而来。     

激光选区熔化参数及热处理工艺对TA15钛合金组织和性能的影响

通过正交试验研究了激光功率和扫描速度对激光选区熔化成形缺陷的影响,采用最优参数制备了TA15钛合金,并进一步研究了热处理温度对其显微组织和力学性能的影响.结果表明:采用275～280 W的激光功率和1 150～1 250 mm/s的扫描速度匹配可以达到最佳成形效果.退火温度低于860℃时,随着退火温度的提高,合金的强度...     

真空压铸工艺下Mg对AlMgFe合金组织及力学性能的影响

对汽车用非热处理型高延性压铸AlMg_4Fe_2合金微观组织和力学性能进行了研究,结果表明AlMg_4Fe_2压铸合金组织包括:原始枝晶、颗粒状的α-Al晶粒、Al-Mg共晶区和细小的针状Al_3Fe或汉字状Al_6Fe共晶体,未发现粗大的β-AlFeSi相,可见这样的组织结构有利于提高合金的力学强度和延伸率。通过控制合金Mg含量分别为4.5%和6.5%时,发现Mg含量严重影响屈服强度和延伸率,Mg含量越高,屈服强度越高而延伸率越低。当Mg含量低至4.5%时,合金屈服强度低至123MPa,但延伸率高达10.6%;当Mg含量高达6.5%时,合金屈服强度剧增到152MPa,而延伸率下降至7.1%,相比于Mg含量为4.5%的合金,屈服强增加了23%,但延伸率降低了33%。     

稀土La在Al-Si共晶合金中的偏聚及其与合金细化变质的关系

本文通过定向凝固和液-固界面的微区成份分析及电镜组织观察,研究了La在Al-Si共晶合金中的分布规律和共晶两相生长特点与合金细化变质的关系。试验表明,La在液-固界面前沿明显富集,共晶生长形态发生变化,α-Al领先相树枝晶发展,共晶枝晶和α-Al枝晶均有颈缩和熔断现象。     

Mg,Si对热浸镀Zn-22.3Al合金凝固组织及耐蚀性的影响

通过添加少量Si元素配制了Zn-22.3Al-xSi(x=0,0.7,1.1,1.4,1.8,3.8)熔池及添加少量的Mg元素配制了Zn-22.3Al-1.1Si-yMg(y=0,0.2,0.4,0.6)熔池。在热浸镀后加工相应的合金试样,对合金试样进行盐雾实验和电化学实验,应用扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)分析等方法,研究了硅、镁对热浸镀Zn-22.3Al合金凝固组织及耐蚀性能的影响。实验发现,Zn-22.3Al-xSi合金凝固组织由η-Zn相、α-Al相、锌铝共析组织及铝硅共晶组织组成。硅的加入,明显改善了组织分布的均匀性。但是当硅含量超过1.1%时,凝固组织中开始析出块状硅,并随硅含量增加而增多。镁、硅的协同作用使得热浸镀Zn-22.3Al-1.1Si-yMg合金凝固组织中开始出现Zn/Al/Mg_2Zn_(11)三元共晶组织,随着镁含量的增加,锌铝共析组织不断增多,α-Al相、η-Zn相数量减少,尺寸增大;与此同时,Zn/Al/Mg_2Zn_(11)三元共晶组织数量也不断增多。当合金中镁含量达到0.6%时,凝固组织中出现了少量的Zn/Al/MgZn_2三元共晶,且铝硅共晶的尺寸稍有增大。随着镁含量的增加,腐蚀速率逐渐降低,即合金的耐蚀性能逐渐提高。     

车身铝合金型材组织及力学性能对比分析研究

采用热力学数值计算、显微组织观察、力学性能测试等相结合的方法,对比研究了6082、6005A、6061和6063这4种常用汽车车身铝合金的主要相组成、析出温度,显微组织及力学性能的影响规律.结果表明:这4种不同汽车车身合金的主要相有:α-Al、Mg2Si、Al5Cu2Mg8Si6、Al13Cr4Si4,部分合金存在单质...     

原位自生Mg_2Si/A1-Si复合材料的稀土与锶盐变质研究

研究了稀土与锶盐复合变质及热处理对原位自生Mg2Si/Al-Si复合材料微观组织的影响。结果表明:随冷却速度的加大,SrCl2与RE复合变质剂对Mg2Si/Al-Si凝固组织中初生α-A1与共晶Si相的变质作用均加强,初生α-A1晶粒生成量增多同时形貌发生趋向球状的转变,共晶Si相形貌则发生板片状向短棒状的转变;在冷却速度较低的砂型铸造条件下,Mg2Si/Al-Si材料凝固组织中,三元共晶Si相受变质剂作用不明显,依然呈板片状生长,此时其可作为三元共晶Mg2Si相的异质形核基底,共晶Mg2Si便依附其上生长;热处理可使Mg2Si/Al-Si铸态组织中共晶硅相转变成细小的颗粒状,断网状的共晶Mg2Si转变成细小的棒状甚至颗粒状,优化了材料组织。     

激光直接沉积成形Ni_3Al合金的裂纹分析

激光直接沉积成形技术给Ni3Al合金提供了更广泛的应用场景,但成形过程中的热裂倾向限制了其应用。对Ni3Al合金激光直接沉积成形热裂问题展开研究和讨论,通过微观表征及力学性能测试探究了裂纹形成机制,并提出了相应的成形工艺优化方案。结果表明:Ni3Al合金在激光直接沉积成形时,会产生明显的宏、微观沿晶裂纹。枝晶偏析使得晶界上Ti、Al富集,促进了γ/γ?共晶相的形成,弱化了晶界,在快速热循环带来的残余应力不断积累下,裂纹发生沿晶扩展。通过优化激光工艺合理降低激光线能量密度,改善成形气氛,可以有效克服Ni3Al合金激光直接沉积成形的热裂倾向,实现构件的无裂纹增材制造。     

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。