针对严苛高温服役工况下零件腐蚀磨损失效严重的问题,利用激光定向能量沉积(laser directed energy deposition,LDED)方法制备了含不同质量分数Cr的低熔点镍基合金,研究了Cr含量对合金组织性能与抗高温腐蚀性能的影响。采用扫描电子显...针对严苛高温服役工况下零件腐蚀磨损失效严重的问题,利用激光定向能量沉积(laser directed energy deposition,LDED)方法制备了含不同质量分数Cr的低熔点镍基合金,研究了Cr含量对合金组织性能与抗高温腐蚀性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪等对合金的显微组织进行分析,同时讨论了合金组织、硬度及抗高温熔盐腐蚀性能的内在联系。结果表明:激光定向能量沉积制备的高Cr低熔点镍基合金组织主要由γ-Ni、CrB和Cr5B3组成;随着Cr含量增加,合金中硼化物含量相应升高,且块状Cr5B3相逐渐向粗大条状转变,菊花状(γ-Ni+CrB)共晶相消失,出现层片状的(γ-Ni+Cr5B3)共晶相。合金的硬度随Cr含量不断升高,最高达到HV360.8,主要源自基体相硬度的升高和硼化物硬质相含量的升高。与TP347H不锈钢相比,新型高Cr低熔点镍基合金的抗高温熔盐腐蚀性能更加优异,且随Cr含量增加,合金的抗高温腐蚀性能明显提高;其中含40%Cr的合金试样表现出最优抗腐蚀性能,比TP347H提高约15倍。在高温腐蚀过程中,合金表面形成致密的富Cr氧化膜,可有效阻碍腐蚀反应侵入;另一方面,Cr元素可发挥固硫作用,使得高Cr低熔点镍基合金表现出优异的抗高温熔盐腐蚀性能。展开更多
为解决激光定向能量沉积(laser-directed energy deposition,L-DED)成型工艺制备的镍钴基功能梯度材料(NiCo-FGMs)磨削后表面质量一致性较差这一问题,基于正交试验分析了磨削工艺参数对NiCo-FGMs的磨削力和表面粗糙度的影响规律,并建立...为解决激光定向能量沉积(laser-directed energy deposition,L-DED)成型工艺制备的镍钴基功能梯度材料(NiCo-FGMs)磨削后表面质量一致性较差这一问题,基于正交试验分析了磨削工艺参数对NiCo-FGMs的磨削力和表面粗糙度的影响规律,并建立相应的预测模型.针对粗加工与精加工的不同加工目标,利用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)结合熵权法与逼近理想解的排序方法即熵权TOPSIS(technique for order proference by similarity to ideal solution)法进行了多目标磨削工艺参数优化,并进行验证.结果表明:粗加工磨削参数采用a_(p)=53.61μm,v_(s)=29.99 m/s,v_(w)=311.89 mm/min;精加工磨削参数采用ap=14.96μm,v_(s)=29.99 m/s,v_(w)=300.92 mm/min.经两道工序加工,表面粗糙度标准差从0.195μm降至0.101μm,有效提高NiCo-FGMs的表面粗糙度一致性.展开更多
金属高反材料对短波长激光拥有较高的吸收率,文中使用大功率蓝光激光器作为能量源在不锈钢基板上进行纯铜的沉积,将激光功率、扫描速度和送粉速率从5个水平形成不同的工艺参数组合进行全因子试验.先从宏观尺寸分析了工艺参数对沉积层的...金属高反材料对短波长激光拥有较高的吸收率,文中使用大功率蓝光激光器作为能量源在不锈钢基板上进行纯铜的沉积,将激光功率、扫描速度和送粉速率从5个水平形成不同的工艺参数组合进行全因子试验.先从宏观尺寸分析了工艺参数对沉积层的影响,后从相对密度、组织结构和力学性能3个方面对多道多层工艺进行探究.结果表明,单位送粉激光能量(laser energy per unit powder feed,LEPF)在2.592~6.048 kJ/g范围内可进行稳定的连续沉积,而当LEPF值大于6.050 kJ/g时,因用于沉积的激光能量过多而导致气孔出现.使用LEPF值为4.53 kJ/g打印出了表面质量较好的纯铜薄壁圆筒零件.通过正交扫描得到最高相对密度为99.10%的纯铜块状样件,并观察到了两种孔隙:近球形的气体包封孔隙(Ⅰ型)以及未熔合和未熔化的粉末孔隙(Ⅱ型).最后进行拉伸测试,从结果发现,远离基板成形位置抗拉强度为196.55 MPa,靠近基板成形位置的断后伸长率为26.72%.展开更多
文摘针对严苛高温服役工况下零件腐蚀磨损失效严重的问题,利用激光定向能量沉积(laser directed energy deposition,LDED)方法制备了含不同质量分数Cr的低熔点镍基合金,研究了Cr含量对合金组织性能与抗高温腐蚀性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪等对合金的显微组织进行分析,同时讨论了合金组织、硬度及抗高温熔盐腐蚀性能的内在联系。结果表明:激光定向能量沉积制备的高Cr低熔点镍基合金组织主要由γ-Ni、CrB和Cr5B3组成;随着Cr含量增加,合金中硼化物含量相应升高,且块状Cr5B3相逐渐向粗大条状转变,菊花状(γ-Ni+CrB)共晶相消失,出现层片状的(γ-Ni+Cr5B3)共晶相。合金的硬度随Cr含量不断升高,最高达到HV360.8,主要源自基体相硬度的升高和硼化物硬质相含量的升高。与TP347H不锈钢相比,新型高Cr低熔点镍基合金的抗高温熔盐腐蚀性能更加优异,且随Cr含量增加,合金的抗高温腐蚀性能明显提高;其中含40%Cr的合金试样表现出最优抗腐蚀性能,比TP347H提高约15倍。在高温腐蚀过程中,合金表面形成致密的富Cr氧化膜,可有效阻碍腐蚀反应侵入;另一方面,Cr元素可发挥固硫作用,使得高Cr低熔点镍基合金表现出优异的抗高温熔盐腐蚀性能。
文摘为解决激光定向能量沉积(laser-directed energy deposition,L-DED)成型工艺制备的镍钴基功能梯度材料(NiCo-FGMs)磨削后表面质量一致性较差这一问题,基于正交试验分析了磨削工艺参数对NiCo-FGMs的磨削力和表面粗糙度的影响规律,并建立相应的预测模型.针对粗加工与精加工的不同加工目标,利用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)结合熵权法与逼近理想解的排序方法即熵权TOPSIS(technique for order proference by similarity to ideal solution)法进行了多目标磨削工艺参数优化,并进行验证.结果表明:粗加工磨削参数采用a_(p)=53.61μm,v_(s)=29.99 m/s,v_(w)=311.89 mm/min;精加工磨削参数采用ap=14.96μm,v_(s)=29.99 m/s,v_(w)=300.92 mm/min.经两道工序加工,表面粗糙度标准差从0.195μm降至0.101μm,有效提高NiCo-FGMs的表面粗糙度一致性.
文摘金属高反材料对短波长激光拥有较高的吸收率,文中使用大功率蓝光激光器作为能量源在不锈钢基板上进行纯铜的沉积,将激光功率、扫描速度和送粉速率从5个水平形成不同的工艺参数组合进行全因子试验.先从宏观尺寸分析了工艺参数对沉积层的影响,后从相对密度、组织结构和力学性能3个方面对多道多层工艺进行探究.结果表明,单位送粉激光能量(laser energy per unit powder feed,LEPF)在2.592~6.048 kJ/g范围内可进行稳定的连续沉积,而当LEPF值大于6.050 kJ/g时,因用于沉积的激光能量过多而导致气孔出现.使用LEPF值为4.53 kJ/g打印出了表面质量较好的纯铜薄壁圆筒零件.通过正交扫描得到最高相对密度为99.10%的纯铜块状样件,并观察到了两种孔隙:近球形的气体包封孔隙(Ⅰ型)以及未熔合和未熔化的粉末孔隙(Ⅱ型).最后进行拉伸测试,从结果发现,远离基板成形位置抗拉强度为196.55 MPa,靠近基板成形位置的断后伸长率为26.72%.
