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激光增材制造TC4钛合金铣削温度的研究
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作者 胡锦渊 金成哲 +1 位作者 王俊杰 鑫龙 《工具技术》 北大核心 2025年第7期60-64,共5页
针对增材制造TC4钛合金的铣削加工,采用仿真与试验相结合的方法研究切削用量对铣削温度的影响。对铣削加工过程模拟分析,得到切削用量对铣削温度的影响程度;通过铣削激光增材制造TC4钛合金的切削试验,对仿真与试验数据进行对比分析,验... 针对增材制造TC4钛合金的铣削加工,采用仿真与试验相结合的方法研究切削用量对铣削温度的影响。对铣削加工过程模拟分析,得到切削用量对铣削温度的影响程度;通过铣削激光增材制造TC4钛合金的切削试验,对仿真与试验数据进行对比分析,验证铣削激光增材制造钛合金仿真模型准确合理。研究结果表明:通过铣削仿真与试验数据对比,得出铣削温度最大相对误差为3.2%;切削用量对铣削温度的影响为切削速度>铣削深度>每齿进给量;在研究范围内,铣削温度最小的参数组合是切削速度为55 m/min、铣削深度为0.3 mm和每齿进给量为0.04 mm/z。 展开更多
关键词 制造 tc4钛合金 铣削温度 切削用量 仿真
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镁合金在冷金属过渡电弧增材制造成形过程中的数值模拟
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作者 王天琪 靖雯 何俊杰 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期83-90,共8页
针对镁合金在冷金属过渡(CMT)电弧增材制造成形过程中熔池精度难于控制、结构件成形质量差等问题,建立了三维瞬态数值模型,研究了增材过程中的熔池流动及传热过程。引入周期性系数加入双椭圆热源中,得到了更加符合实际CMT焊接过程的热... 针对镁合金在冷金属过渡(CMT)电弧增材制造成形过程中熔池精度难于控制、结构件成形质量差等问题,建立了三维瞬态数值模型,研究了增材过程中的熔池流动及传热过程。引入周期性系数加入双椭圆热源中,得到了更加符合实际CMT焊接过程的热源模型,并利用连续表面力思想将其转化为体热源加载在相界面;预测了焊缝和熔池的形状和尺寸,并与试验结果进行了比较;计算了同一焊接速度下不同焊接电流对焊缝成形的影响。结果表明:熔池内部主要受马兰戈尼力影响在熔池后方产生逆时针流动;将模拟结果与试验进行对比发现,焊接电流为129 A时熔宽误差约为1.13%,余高误差约为5.49%,熔深误差约为5.03%,验证了模型的准确性;相同焊接速度下,随着焊接电流的增大,焊缝宽高比以及熔深均增加。 展开更多
关键词 合金 冷金属过渡 熔池 焊缝成形 制造
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基于深度学习的钛合金电弧增材制造表面形貌缺陷分类识别与预测
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作者 马明 郭鑫鑫 魏正英 《材料导报》 北大核心 2025年第13期230-236,共7页
针对钛合金电弧增材制造(WAAM)成形过程中的缺陷问题,分析成形中的咬边、孔洞、球化等形貌缺陷。首先探索试验中的工艺参数与缺陷的关联性,得到各个缺陷对应的工艺参数范围;再通过深度学习来诊断钛合金电弧增材制造成形过程中的缺陷,对... 针对钛合金电弧增材制造(WAAM)成形过程中的缺陷问题,分析成形中的咬边、孔洞、球化等形貌缺陷。首先探索试验中的工艺参数与缺陷的关联性,得到各个缺陷对应的工艺参数范围;再通过深度学习来诊断钛合金电弧增材制造成形过程中的缺陷,对咬边、孔洞、球化等形貌缺陷进行分类识别和预测。通过搜索法获取一定范围内的训练最佳超参数,对比四种不同的新型卷积神经网络架构(CNN)的分类性能,利用图像增强对成形过程的4404张缺陷图像进行分类识别训练;发现ConvNeXtV2模型分类准确率达99.06%,且训练时间与训练参数最少,综合表现性能最好,图片识别预测时间为4.03 ms,表明其能够用于后续的反馈控制,以达到提高钛合金电弧增材制造成形质量的目标。 展开更多
关键词 合金 电弧制造 卷积神经网络 形貌缺陷预测
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铝合金电弧增材制造调控手段的研究现状
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作者 齐铂金 蔡琳薇 《焊接学报》 北大核心 2025年第8期1-15,共15页
铝合金应用领域广,电弧增材制造(WAAM)成形大型结构件快,使铝合金电弧增材制造技术取得了长足的进步.然而,使用WAAM工艺加工的铝合金零件易存在较多缺陷,成形质量也难以达到实际应用要求,常需要采用各种手段进行调控,以改善电弧增材制... 铝合金应用领域广,电弧增材制造(WAAM)成形大型结构件快,使铝合金电弧增材制造技术取得了长足的进步.然而,使用WAAM工艺加工的铝合金零件易存在较多缺陷,成形质量也难以达到实际应用要求,常需要采用各种手段进行调控,以改善电弧增材制造铝合金的成形过程、组织和性能.针对铝合金电弧增材制造,总结了国内外过去十年来的研究情况,包括高水平论文发表数量和引用情况以及工程化应用等;针对电弧增材制造铝合金中存在的主要问题及其形成机理,从单一调控手段和复合调控手段两个角度进行综述,重点论述了各调控手段的优势和局限性,并对未来需要突破的研究方向进行了展望. 展开更多
关键词 合金 电弧制造 调控手段
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锻造–电弧增材复合制造TC11钛合金组织与力学性能研究 被引量:1
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作者 罗志伟 张睿泽 +4 位作者 张京京 李权 冯晨 宋全 王福德 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第21期68-75,共8页
采用金相观察、拉伸试验、扫描电镜观测、显微硬度测试和统计学分析等方法对锻造+电弧增材复合制造的TC11钛合金宏、微组织和力学性能开展研究。结果表明,复合制造试样根据组织特点可分为电弧增材区、热影响区和锻造区。热处理前后宏观... 采用金相观察、拉伸试验、扫描电镜观测、显微硬度测试和统计学分析等方法对锻造+电弧增材复合制造的TC11钛合金宏、微组织和力学性能开展研究。结果表明,复合制造试样根据组织特点可分为电弧增材区、热影响区和锻造区。热处理前后宏观晶粒从锻造区到电弧增材区均呈现出“拉长等轴晶–细小等轴晶–柱状晶”的分布特征。沉积态显微组织由锻造区粗大魏氏组织过渡至增材区细小网篮组织,双重退火后,锻造区发生再结晶,网篮组织转变为双态组织,增材区仍为网篮组织,但片状α相尺寸增大。力学性能测试结果表明,在位错和晶界的共同影响下,锻造区强度略高于增材区,导致断裂均发生在电弧增材侧。复合制造综合力学性能介于电弧增材和锻造之间,整体呈现低强高塑的特点。 展开更多
关键词 tc11合金 电弧制造 锻造 复合制造 显微组织 力学性能
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增材制造钛合金的组织及性能研究进展 被引量:1
6
作者 郭克星 闫光龙 +1 位作者 张生武 牛爱军 《热加工工艺》 北大核心 2025年第1期17-23,共7页
钛合金作为轻质结构材料,具有比强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、武器装备及生物医用材料等领域。从力学性能、疲劳性能、高温氧化性能、摩擦磨损性能和生物相容性角度综述了增材制造钛合金... 钛合金作为轻质结构材料,具有比强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、武器装备及生物医用材料等领域。从力学性能、疲劳性能、高温氧化性能、摩擦磨损性能和生物相容性角度综述了增材制造钛合金组织及性能的研究进展。分析了合金化、热处理以及激光冲击强化对增材制造钛合金组织及性能的影响,并展望了下一步钛合金增材制造的研究方向,以期为今后的研究提供参考。 展开更多
关键词 制造 合金 显微组织 力学性能 合金 热处理
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增材制造铝合金成分设计研究进展
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作者 寻坚 梁霄鹏 刘咏 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第7期2217-2233,共17页
铝合金作为重要的工程材料,其应用越来越广泛,对应零部件的结构复杂性也越来越高。增材制造技术作为复杂结构零件的重要制备方法之一,近年来得到快速发展。但是,铝合金增材制造过程也面临诸多问题,需要从增材制造工艺方法和合金设计方... 铝合金作为重要的工程材料,其应用越来越广泛,对应零部件的结构复杂性也越来越高。增材制造技术作为复杂结构零件的重要制备方法之一,近年来得到快速发展。但是,铝合金增材制造过程也面临诸多问题,需要从增材制造工艺方法和合金设计方面进行改善。本文总结了常用合金元素在增材制造铝合金中的作用,并对几种主要的增材制造合金体系及其合金设计的研究现状进行了介绍,包括Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn-Mg-Cu、Al-Ce等成分体系;同时,还总结了通过合理选择合金元素消除增材制造过程中的冶金缺陷的方法,以期为增材制造高性能铝合金的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 制造 合金 成分设计 结构复杂性
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双丝电弧增材制造镍钛合金组织及性能研究
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作者 赵华宇 黄健康 +4 位作者 向锐 赵天翔 徐建洲 宋学平 樊丁 《材料工程》 北大核心 2025年第5期74-84,共11页
针对镍钛合金增材制造过程中微观结构和成分难以调控的问题,本研究采用双丝电弧增材制造技术,通过控制Ni丝和Ti丝的送丝速度,精确调节镍钛合金的原子比和相组成,从而获得性能优异的NiTi合金。结果表明,在纵向熔覆道中心区域,当Ni/Ti原... 针对镍钛合金增材制造过程中微观结构和成分难以调控的问题,本研究采用双丝电弧增材制造技术,通过控制Ni丝和Ti丝的送丝速度,精确调节镍钛合金的原子比和相组成,从而获得性能优异的NiTi合金。结果表明,在纵向熔覆道中心区域,当Ni/Ti原子比为8∶10时,沉积的NiTi合金主要由Ti_(2)Ni相组成,并伴有少量富Ti颗粒,显微硬度和抗压强度分别达到560HV和1600 MPa;当Ni/Ti原子比为11∶10时,NiTi相中夹杂有Ti_(2)Ni相,在循环压缩过程中出现1.6%的不可恢复应变;当Ni/Ti原子比为15∶10时,NiTi相中形成团簇状Ni_(3)Ti相,纵向断裂应变接近40%,且循环压缩后仅出现1.2%的不可恢复应变,表现出良好的超弹性。此外,与纵向熔覆道中心区域相比,不同Ni/Ti原子比试样的横向搭接区域微观组织呈现明显的晶粒粗化和成分偏析现象,其抗压强度和塑性变形能力均显著降低。 展开更多
关键词 双丝电弧制造 NITI合金 组织与性能 超弹性
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镁合金电弧增材制造技术的研究现状与展望
9
作者 刘双耀 王伟 +3 位作者 王瑞权 程文锋 陈罡 王伟春 《机电工程》 北大核心 2025年第4期766-779,共14页
在设备轻量化与设备高端化并进的背景下,镁合金作为轻质合金,其年消耗量也在逐年增加。因具有高沉积速率、加工灵活性等特点,电弧增材制造技术(WAAM)成为制备高性能镁合金的重要手段,为此,对国内外镁合金电弧增材制造的研究和应用现状... 在设备轻量化与设备高端化并进的背景下,镁合金作为轻质合金,其年消耗量也在逐年增加。因具有高沉积速率、加工灵活性等特点,电弧增材制造技术(WAAM)成为制备高性能镁合金的重要手段,为此,对国内外镁合金电弧增材制造的研究和应用现状进行了梳理。首先,对镁及其合金的特性进行了总结(其具有轻质、高比强度、良好的加工性能等特点),这些特点使镁合金在交通、医疗及航空航天等领域展现出了巨大的应用潜力;其次,对电弧增材制造技术的分类进行了介绍,并对不同WAAM工艺的特点进行了比较分析;最后,针对镁合金电弧增材制造技术的研究现状,详细阐述了成型质量、微观组织性能、耐腐蚀性能、常见缺陷(如气孔、热裂纹、残余应力较大)的成因,以及针对这些制造技术缺陷的解决方案。展望未来,镁合金电弧增材制造技术进一步研究与改进的方向可以聚焦以下几个核心领域:一是优化制造过程中的热积累和冷却速率;二是创新镁合金焊丝的成分设计;三是对制造完成后的热处理工艺进行深入研究。 展开更多
关键词 综述 合金特性 电弧制造技术 成型质量 微观组织性能 耐腐蚀性能 制造缺陷
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电弧增材制造NiTi形状记忆合金研究进展
10
作者 李仲瀚 刘高飞 +2 位作者 李诗翰 王协彬 郝世杰 《材料工程》 北大核心 2025年第5期103-118,共16页
NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)因其独特的超弹性和形状记忆效应得到了广泛应用。然而,传统制造方法难以制备复杂形状和精确调控微观组织的NiTi合金。电弧增材制造(WAAM)技术因其逐层沉积的特点,为NiTi合金的制备提供了新... NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)因其独特的超弹性和形状记忆效应得到了广泛应用。然而,传统制造方法难以制备复杂形状和精确调控微观组织的NiTi合金。电弧增材制造(WAAM)技术因其逐层沉积的特点,为NiTi合金的制备提供了新的解决方案。本文综述了电弧增材制造NiTi形状记忆合金的研究进展,着重探讨了工艺参数对其微观组织、相变行为及力学性能的影响。分析了不同电弧工艺(如熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊和冷金属过渡)在制备NiTi合金时的优缺点,并总结了电弧增材制造技术在成型质量、相变温度调控和力学性能方面的最新成果。重点探讨了电弧增材制造逐层沉积过程中,由高热输入、低冷却速率和重复热循环导致的显著微观结构不均匀性和氧化问题,这对力学性能及超弹性表现产生了不利影响。针对该问题,提出了通过工艺优化、主动冷却、引入第三元素及热处理等手段来改善材料均匀性的策略。此外,本文还讨论了NiTi合金与其他金属的异质结构设计,指出电弧增材制造制备多材料复合结构在高性能器件中的潜力。尽管电弧增材制造在制备复杂形状和多材料结构方面具有优势,但仍面临氧化、元素蒸发及层间结合性差等问题。未来研究需聚焦于热处理优化与微观组织调控,开发新型多金属复合材料,探索提高界面结合性和抗氧化能力的创新手段,以进一步提高NiTi合金的性能并扩大其应用领域。 展开更多
关键词 NITI形状记忆合金 电弧制造 微观组织 功能特性 异质结构
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基于Box-Behnken设计的增材制造TC4铣削参数优化
11
作者 卢一铭 金成哲 +1 位作者 王俊杰 刘玮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期157-160,共4页
采用激光增材制造TC4钛合金零件在不能满足加工精度和表面粗糙度要求时,还需应用铣削等切削方法进行加工,从而满足其使用要求。以切削速度、每齿进给量、铣削深度为优化设计变量,切削力为响应性能指标,运用Box-Behnken方法设计出曲面响... 采用激光增材制造TC4钛合金零件在不能满足加工精度和表面粗糙度要求时,还需应用铣削等切削方法进行加工,从而满足其使用要求。以切削速度、每齿进给量、铣削深度为优化设计变量,切削力为响应性能指标,运用Box-Behnken方法设计出曲面响应法的试验方案,建立出铣削激光增材制造TC4钛合金的响应模型。通过对切削力两个回归模型进行显著性分析,P值<0.0001、校正系数R^(2)=0.9908≈1,表明该模型的可靠性较高。参数优化发现铣削参数对切削力的影响顺序为:铣削深度>切削速度>每齿进给量。通过运用曲面响应法的多目标优化,得到以切削力最小为优化目标最优铣削参数组合为切削速度v_(c)=55 m/min,每齿进给量f_(z)=0.04 mm/z和铣削深度a_(p)=0.3 mm。 展开更多
关键词 制造tc4钛合金 铣削 Box-Behnken 参数优化
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钛合金熔丝增材制造的研究现状与应用领域
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作者 陈超 张梦莹 +2 位作者 李文龙 赵小辉 孟瑶 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期1-19,共19页
钛合金高强度、高耐热的特性决定了其在航空航天、医学等领域的广泛应用,但由于钛合金加工难度高,使得传统加工的方式造成模具消耗加重、制造周期长。熔丝增材制造作为一种制造成本低、成形效率高的先进制造工艺,凭借其直接成形的独有... 钛合金高强度、高耐热的特性决定了其在航空航天、医学等领域的广泛应用,但由于钛合金加工难度高,使得传统加工的方式造成模具消耗加重、制造周期长。熔丝增材制造作为一种制造成本低、成形效率高的先进制造工艺,凭借其直接成形的独有优势在钛合金制造方面受到广大学者的关注。本文从文献研究入手,以钛合金为材料,从金属熔丝增材制造技术的原理、特点、分类入手,描述几种常见的熔丝制造技术,并对其应用领域以及面临的挑战和未来发展趋势进行研究论述。 展开更多
关键词 合金 制造 熔丝制造 制造技术 发展趋势
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时效热处理对电弧增材制造2A42铝合金组织与性能的影响
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作者 王伟 车云 +6 位作者 李承德 王帅 明珠 方前 郝婷婷 何胤达 张明朗 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期142-146,共5页
对比分析了沉积态与不同时效处理下的电弧增材2A42铝合金组织与性能。结果表明:经时效热处理后,电弧增材制造2A42铝合金析出大量弥散细小Al_(2)Cu相。晶粒细化明显,但T5态晶粒存在合并现象,T6态晶粒较T5态晶粒细小。T6态试样组织发生了... 对比分析了沉积态与不同时效处理下的电弧增材2A42铝合金组织与性能。结果表明:经时效热处理后,电弧增材制造2A42铝合金析出大量弥散细小Al_(2)Cu相。晶粒细化明显,但T5态晶粒存在合并现象,T6态晶粒较T5态晶粒细小。T6态试样组织发生了明显的等轴化。同水平方向,试样室温抗拉强度由T5态的489 MPa升至T6态的520 MPa,提升了6.3%;屈服强度由T5态的421 MPa升至T6态的484 MPa,提高了14.9%。同一增材方向,室温抗拉强度由T5态的480 MPa升至T6态的517 MPa,提升了7.7%;屈服强度由T5态的428 MPa升至T6态的463 MPa,提高了8.1%。 展开更多
关键词 热处理 制造 2A42 AL-CU合金
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电弧增材制造铜铁合金材料组织与性能的研究
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作者 周祥曼 谭晨宇 +4 位作者 赵美云 赵新泽 熊晓晨 李梅 袁有录 《航空制造技术》 北大核心 2025年第15期121-129,共9页
铜铁合金兼具优异导电、导热性能和优良强韧性、软磁性能,是一种优良电接触和电磁屏蔽材料,在航空航天、国防军工、电子通讯的电接触装置及电磁屏蔽设备上具有广阔的应用前景。本文采用双丝电弧增材制造技术制备不同铜质量分数的铜铁合... 铜铁合金兼具优异导电、导热性能和优良强韧性、软磁性能,是一种优良电接触和电磁屏蔽材料,在航空航天、国防军工、电子通讯的电接触装置及电磁屏蔽设备上具有广阔的应用前景。本文采用双丝电弧增材制造技术制备不同铜质量分数的铜铁合金,并通过金相显微镜、维氏硬度计和载流摩擦磨损试验机测试其显微组织、硬度、动态表面接触电阻及碳棒的磨损量。结果表明,随着铜质量分数从0增加到100%,铜铁合金的微观组织从连续交错的铁素体相逐渐演变为离散的球形和枝晶状分布,最终形成纯铜相,其中Cu-60%时富Cu相与富Fe相分布最均匀。合金硬度随铜质量分数增加先升高后降低,少量铜促进珠光体形成提高硬度,而过量铜因软相增多导致硬度下降。得益于铜的优异导电性,表面接触电阻随铜质量分数增加逐渐降低。碳棒磨损量受铜铁合金硬度和接触对之间的摩擦系数共同影响,呈现先增后减的趋势:低铜质量分数时高硬度和摩擦系数加剧磨损,而高铜含量时润滑和散热性能改善,磨损减轻。 展开更多
关键词 电弧制造 铜铁合金 金相组织 接触电阻 摩擦磨损
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固态搅拌摩擦增材制造铝锂合金的微观组织演变与力学性能
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作者 王波 陈少龙 +4 位作者 管月辉 杨益 郭彦兵 申志康 李文亚 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期109-120,共12页
基于熔融的增材制造技术会造成高强铝合金等材料的元素烧损,并易形成多种缺陷和结构变形。搅拌摩擦增材制造技术具有低温和大塑性变形的特性,在铝合金、镁合金等轻质材料的增材制造上具有突出优势。采用摩擦搅拌增材制造技术制备单道多... 基于熔融的增材制造技术会造成高强铝合金等材料的元素烧损,并易形成多种缺陷和结构变形。搅拌摩擦增材制造技术具有低温和大塑性变形的特性,在铝合金、镁合金等轻质材料的增材制造上具有突出优势。采用摩擦搅拌增材制造技术制备单道多层铝锂合金样品,采用光学显微镜和扫描电镜对增材样品不同区域进行表征,并使用显微硬度计和万能试验机对增材样品不同区域和方向上的力学性能进行分析。结果表明:单道多层搅拌摩擦增材样品的有效增材区域无任何可视缺陷,搅拌区材料发生了连续动态再结晶,在其厚度方向上,晶粒尺寸由最上层至最底层呈逐渐减小趋势,分别为3.1、2.9、2.2和2.1μm,最上层区域再结晶程度较低,而中层和最底层区域较高。增材样品横截面上的显微硬度呈“W”形或“V”形分布,搅拌区的抗拉强度可达到341 MPa,断裂延伸率为5.7%。沿增材样品横向和纵向拉伸的断裂方式分别为准解理断裂和韧性断裂。搅拌摩擦增材制造技术可有效避免多种缺陷的形成,且有利于获得细小致密的组织,可为铝合金、镁合金等轻质高性能材料的搅拌摩擦增材制造研究提供理论基础。 展开更多
关键词 搅拌摩擦制造 合金 组织演变 力学性能
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层间超声冲击复合CMT电弧增材制造Al-5%Mg合金的组织和性能影响
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作者 周乐 陈芙蓉 +1 位作者 曹四龙 孙振邦 《焊接学报》 北大核心 2025年第6期105-115,共11页
采用逐层超声冲击(ultrasonic impact treatment,UIT)工艺复合强化冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)线材电弧增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)Al-5%Mg合金薄壁件,对比研究施加不同超声冲击电流对CMT-WAAM单道多... 采用逐层超声冲击(ultrasonic impact treatment,UIT)工艺复合强化冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)线材电弧增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)Al-5%Mg合金薄壁件,对比研究施加不同超声冲击电流对CMT-WAAM单道多层薄壁件宏观成形、气孔演化、凝固组织特性和力学性能的影响.结果表明,超声冲击产生的严重塑性变形作用能够对沉积层成形、微观组织和力学性能产生积极影响.与未施加UIT相比,在超声冲击电流为3 A下的沉积试件具有较优宏观成形,气孔缺陷率由0.742%降低至0.496%,沉积层平均晶粒尺寸由186μm降低至147μm,晶粒尺寸小于50μm的晶粒占比由6.3%提升至15.6%,平均硬度由68.1 HV0.2提升至81.6 HV0.2,提升率达19.8%,纵向抗拉强度由249MPa提高到262 MPa,横向抗拉强度由264 MPa提高到278 MPa,屈服强度和断后伸长率均有所增加.超声冲击工艺强化作用能够降低沉积层内气孔球形度,有效诱使沉积层内气孔的闭合和消失,促进沉积层粗大柱状晶向细小等轴晶的转变,实现CMT-WAAM Al-5%Mg合金微观组织的优化和力学性能的提升. 展开更多
关键词 电弧制造 合金 宏观成形 组织优化 力学性能
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2024铝合金CMT+P电弧增材制造组织与耐腐蚀性能 被引量:1
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作者 颜军培 路学成 +2 位作者 张志强 卓帅 李涵茜 《材料工程》 北大核心 2025年第3期105-116,共12页
采用冷金属过渡和脉冲(cold metal transfer and pulse,CMT+P)复合电弧增材制造工艺制备2024铝合金增材件,研究2024铝合金CMT+P电弧增材制造气孔缺陷、晶粒形貌、物相析出的分布特征,以及不同工艺参数对气孔缺陷、晶粒形貌、物相析出和... 采用冷金属过渡和脉冲(cold metal transfer and pulse,CMT+P)复合电弧增材制造工艺制备2024铝合金增材件,研究2024铝合金CMT+P电弧增材制造气孔缺陷、晶粒形貌、物相析出的分布特征,以及不同工艺参数对气孔缺陷、晶粒形貌、物相析出和耐腐蚀性能的影响。结果表明:2024铝合金增材件的气孔主要分布于熔合线附近,热输入相同时,更快的送丝速度和电弧行驶速度导致更高的孔隙率。同一沉积层上部为无择优取向的等轴晶,下部为具有择优取向的柱状晶,热输入相同时,更快的送丝速度和电弧行驶速度导致细晶区的产生,增加等轴晶比例,减弱织构。析出的二次相主要为Al_(2)CuMg,Al_(2)Cu和富Fe,Mn相,沿晶界连续分布。影响增材件腐蚀初期耐腐蚀性能的主要因素为Al_(2)CuMg的析出量。更慢的送丝速度和电弧行驶速度下具有更好的耐局部腐蚀性能,这主要是由更低的Al_(2)CuMg相比例分数导致。 展开更多
关键词 高强铝合金 电弧制造 气孔 微观组织 耐腐蚀性能
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钼对沉积态电弧增材制造低合金高强钢组织与性能的影响
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作者 郭莹 柏关顺 +4 位作者 方前 何胤达 王泽凯 汪峰 明珠 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期139-146,共8页
采用电弧增材制造技术(wire arc additive manufacturing,WAAM)制备了3种不同钼含量的低合金高强钢薄壁墙。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、万能拉伸试验机和夏比摆锤冲击试验机研究... 采用电弧增材制造技术(wire arc additive manufacturing,WAAM)制备了3种不同钼含量的低合金高强钢薄壁墙。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、万能拉伸试验机和夏比摆锤冲击试验机研究了Mo含量对沉积态WAAM低合金高强钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:低合金高强钢的显微组织由贝氏体、马氏体和多边形铁素体组成。随着Mo含量的增加,组织细化,多边形铁素体逐渐消失,贝氏体马氏体组织由块状逐渐转变为板条状。其次,不同Mo含量的试样均出现BCC结构物相的衍射峰,未观察到其他物相的衍射峰。随着Mo含量的增加,低合金高强钢的强度明显提高,伸长率略微升高后下降,而冲击韧性则整体下降。此外,拉伸和冲击断口的断裂机制均为韧性断裂。 展开更多
关键词 Mo元素 合金高强钢 电弧制造 组织与性能
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超声冲击对电弧增材制造铝合金应力及变形的影响
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作者 秦泽辉 李攀 +1 位作者 杨东青 李晓鹏 《南京理工大学学报》 北大核心 2025年第2期223-232,共10页
由于铝合金增材制造制备构件时,构件内部留存大量残余应力,施加超声冲击降低残余应力后可大幅提高构件性能。通过附加同步焊枪运动的超声冲击,来辅助电弧增材的过程,制造2219铝合金单层多道沉积件,并对该辅助条件下制备的沉积件的残余... 由于铝合金增材制造制备构件时,构件内部留存大量残余应力,施加超声冲击降低残余应力后可大幅提高构件性能。通过附加同步焊枪运动的超声冲击,来辅助电弧增材的过程,制造2219铝合金单层多道沉积件,并对该辅助条件下制备的沉积件的残余应力及材料变形情况进行试验测量和数值模拟,分析了同步焊枪的单超声冲击辅助对残余应力和材料变形的影响。模拟结果显示,施加同步超声冲击辅助后,沉积件内的应力得到释放,在刚沉积完的区域应力集中减小得不明显,附加超声冲击的沉积件的等效残余应力和未附加超声冲击的沉积件的等效残余应力变化趋势一致,但拉应力值明显降低,等效残余应力峰值由未附加超声冲击时的217.5 MPa下降至附加超声冲击时的163.1 MPa,沉积完成且冷却300 s后的平均等效应力值由153.12 MPa下降至114.43 MPa,残余应力下降了25.27%。实际测量得到的表面残余应力的范围由90.03~207.71 MPa下降至54.25~141.62 MPa,平均残余应力下降29.16%。试验及模拟证实,附加超声冲击辅助后铝合金构件残余应力降低,性能有效提高,应用领域得以拓宽。 展开更多
关键词 电弧制造 2219铝合金 同步超声冲击 残余应力 有限元分析
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增材制造FeCrNi中熵合金的工艺开发、微观组织和力学性能
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作者 王烁然 向超 +3 位作者 桂新元 张涛 孙桂芳 韩恩厚 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期115-126,共12页
目的通过优化激光粉末床熔融工艺参数获得高致密度的FeCrNi中熵合金,以避免缺陷影响服役性能,为FeCrNi系中熵合金工艺开发提供参考。方法以FeCrNi粉末为原料,设计工艺参数表进行样品制备,引入体积能量密度作为参考指标,研究工艺参数对... 目的通过优化激光粉末床熔融工艺参数获得高致密度的FeCrNi中熵合金,以避免缺陷影响服役性能,为FeCrNi系中熵合金工艺开发提供参考。方法以FeCrNi粉末为原料,设计工艺参数表进行样品制备,引入体积能量密度作为参考指标,研究工艺参数对致密度的影响规律,并对最佳工艺参数下的样品进行微观组织分析和力学性能测试。结果成功制备出致密度达99.96%的FeCrNi中熵合金,最佳工艺参数如下:激光功率为220 W,扫描速度为950 mm/s,扫描间距为0.09 mm,粉层厚度为30μm,体积能量密度为85.77 J/mm^(3),该中熵合金由单一面心立方相组成。在垂直于构建方向和平行于构建方向上可以观察到清晰的熔道和熔池,平均晶粒大小分别为16.83μm和18.01μm,在晶界处观察到大量的几何必要位错,残余应力主要集中在熔道和熔池的边缘处,熔池和熔道元素分布均匀。FeCrNi中熵合金屈服强度和抗拉强度分别为597 MPa和705 MPa,断后伸长率为27.6%,断裂模式为韧性断裂。结论在一定范围内,过低或过高的体积能量密度会导致粉末熔化不完全或过度熔化,影响稳定熔池的形成,导致致密度较低。控制体积能量密度适中是工艺优化的方向。激光粉末床熔融高冷却速度导致非平衡凝固,使材料成形后晶粒细化,并形成胞状结构和柱状结构,且熔池熔道边缘处残余应力大。异质微观组织和残余应力的共同作用使FeCrNi中熵合金拥有良好的力学性能。 展开更多
关键词 制造 激光粉末床熔融 中熵合金 工艺优化 微观组织 力学性能
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