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激光-电弧复合增材制造Al-Cu合金T型结构微观组织演变与熔池流动行为分析
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作者 王儒政 马广义 +3 位作者 吴胜男 刘德华 牛方勇 吴东江 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期62-69,77,共9页
在T型结构增材制造过程中,交叉节点处易出现冶金结合不良及重熔缺陷等问题,制约该结构性能的提升。采用激光-电弧复合增材制造技术制备了Al-Cu合金T型结构,对交叉节点处的组织形貌进行了表征,并通过数值模拟分析了节点处熔池内的温度分... 在T型结构增材制造过程中,交叉节点处易出现冶金结合不良及重熔缺陷等问题,制约该结构性能的提升。采用激光-电弧复合增材制造技术制备了Al-Cu合金T型结构,对交叉节点处的组织形貌进行了表征,并通过数值模拟分析了节点处熔池内的温度分布以及流动特征。结果表明,在T型结构节点处能够观察到重熔作用所导致的弧形条纹特征,该区域的模拟形貌与实际结果具有良好的一致性;熔池边界处等温线分布较为密集,内部Marangoni对流导致逆时针涡流的形成,最高流速可达0.16 m/s。依据顶层晶粒形态差异,分为顶层节点重熔区(RZI)和顶层热影响区(HAZ)。其中RZI内主要为细小的树枝晶,平均晶粒尺寸相比于HAZ降低了20.8%,内部析出相主要为与α-Al基体呈非共格界面的大尺寸θ(Al_(2)Cu)相;平均显微硬度可达(98.4±6.4)HV_(0.1),相比于未重熔区最高提升约14.0%。 展开更多
关键词 激光-电弧复合增材制造 AL-CU合金 T型结构 组织形貌 熔池流动
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振荡扫描激光-电弧复合增材AZ31镁合金组织及性能
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作者 高世祺 郝康达 +3 位作者 徐连勇 高永康 韩永典 赵雷 《焊接学报》 北大核心 2025年第10期1-8,共8页
针对AZ31镁合金开展振荡扫描激光-电弧复合增材制造,探究了扫描振幅对沉积件气孔率、晶粒尺寸、晶界特征和拉伸性能的影响规律.结果表明,激光束扫描行为通过搅拌熔池,改变熔池液态金属流动状态以促进气孔逸出,可以有效消除气孔.当扫描... 针对AZ31镁合金开展振荡扫描激光-电弧复合增材制造,探究了扫描振幅对沉积件气孔率、晶粒尺寸、晶界特征和拉伸性能的影响规律.结果表明,激光束扫描行为通过搅拌熔池,改变熔池液态金属流动状态以促进气孔逸出,可以有效消除气孔.当扫描振幅达到0.8 mm以上时,气孔被完全抑制.另外,激光束扫描通过破碎枝晶并提供更多的形核点可以有效细化晶粒并促使孪晶界的形成.随着扫描振幅的增加,沉积件晶粒尺寸先降低后增加,孪晶界占比先增加后降低,晶粒尺寸和孪晶界占比分别在扫描振幅为0.8 mm时达到最小值23.2μm和最大值35.2%,相比未引入扫描时分别细化和提高了59.44%和37.5%.沉积件拉伸性能在扫描振幅为0.8 mm时最佳,沉积件水平方向抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为239 MPa、102 MPa和25.8%,比未引入扫描时分别提高了27.8%、27.5%和1.632倍. 展开更多
关键词 激光-电弧复合增材制造 振荡扫描激光 气孔率 拉伸性能 孪晶界
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机器人协同成形-增材复合制造实验教学平台设计
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作者 李燕乐 韩富桢 +4 位作者 栾晓娜 陈恒 杨成龙 李建勇 李方义 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第8期173-179,共7页
成形-增材复合制造是一种先进制造理念,旨在攻克复杂特征薄壁构件制造的关键问题,在航空航天等高端制造领域具有广泛应用潜力。为推进该制造理念的深入发展,并助力新工科学生智能制造能力的培养,该研究基于复合渐进成形、激光增材等多... 成形-增材复合制造是一种先进制造理念,旨在攻克复杂特征薄壁构件制造的关键问题,在航空航天等高端制造领域具有广泛应用潜力。为推进该制造理念的深入发展,并助力新工科学生智能制造能力的培养,该研究基于复合渐进成形、激光增材等多类制造模块,充分利用机器人在成形与增材领域的高自由度优势,设计了一套成形-增材复合制造实验教学平台。该平台通过协同控制KUKA KR 500 R 2380渐进成形机器人和KUKA KR 50 R 2100激光增材机器人,高效实现了成形-增材复合制造工艺的集成。通过在成形-增材复合制造实验教学平台上开展试样制备与样件宏微观测试,验证了该平台具有可靠的成形-增材复合制造能力,能够满足复杂构件制造的教学与研究需求。最后进行了基于复合制造平台的实验教学方案设计,旨在全面提升新工科学生在智能制造领域的综合能力。 展开更多
关键词 成形-复合制造 渐进成形 激光 薄壁构件 工业机器人
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考虑焊道下塌现象的电弧增减材复合制造工序规划方法
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作者 郭一鸣 张万元 +3 位作者 宋世达 章晓勇 何非 王克鸿 《兵工学报》 北大核心 2025年第7期268-281,共14页
电弧增减材复合制造过程存在复杂的层积效应和热效应,可制造性受多种因素影响,难以有效评估,导致工序规划难且效率低。为解决上述问题,提出一种考虑焊道下塌现象的电弧增减材复合制造工序规划方法。分析了电弧增材不同区域成形质量与堆... 电弧增减材复合制造过程存在复杂的层积效应和热效应,可制造性受多种因素影响,难以有效评估,导致工序规划难且效率低。为解决上述问题,提出一种考虑焊道下塌现象的电弧增减材复合制造工序规划方法。分析了电弧增材不同区域成形质量与堆积高度间关系规律,构建基于水平集的目标零件和加工工具的隐式模型,提出基于分割面高度矩阵的初步加工序列构建方法,建立刀具干涉碰撞和零件成形效果评估方法,研发了基于粒子群优化算法的加工工序优化模型。通过仿真和实验验证了新方法的性能。研究结果表明,新方法能获得有效的电弧增减材工序交替方案,相比于传统规划方法效率更高,且更适合于电弧增材过程。 展开更多
关键词 电弧制造 复合制造 焊道下塌现象 工序规划
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激光冲击强化与热处理对电弧增材制造镍铝青铜性能影响
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作者 刘铄涵 戴宁 +1 位作者 程筱胜 KULADEEP Rajamudili 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期517-526,共10页
围绕电弧增材制造(Wire arc additive manufacturing, WAAM)镍铝青铜(Nickel-aluminum bronze,NAB)的显微组织演变及力学性能调控,结合激光冲击强化(Laser shock peening, LSP)与退火热处理工艺,分析了不同处理条件下材料的微观结构及... 围绕电弧增材制造(Wire arc additive manufacturing, WAAM)镍铝青铜(Nickel-aluminum bronze,NAB)的显微组织演变及力学性能调控,结合激光冲击强化(Laser shock peening, LSP)与退火热处理工艺,分析了不同处理条件下材料的微观结构及表面力学性能演变机制。结果表明:LSP处理后材料表层晶粒显著细化,显微硬度由182 HV提升至223.5 HV,同时表面形成最高达572 MPa的残余压应力层;后续热处理通过静态再结晶机制优化了晶相组织,利用LSP引入的位错能量促进晶界重构,在保留近表面硬化特性的同时,使材料表层硬度整体提升至202 HV,并显著消除了残余应力。本文旨在为WAAM NAB的表面强化策略提供参考,拓展LSP与热处理在增材制造金属材料中的应用潜力。 展开更多
关键词 激光冲击强化 电弧制造 镍铝青铜 热处理 微观组织 力学性能
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热处理对热丝激光增材制造17-4PH不锈钢组织性能的影响
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作者 张鹏德 李广 +1 位作者 刘玉鹏 石玗 《材料导报》 北大核心 2025年第15期229-235,共7页
激光增材制造(LAM)工艺过程中存在的高温度梯度和层间循环加热效应,导致沉积材料晶粒生长与力学性能呈现显著的各向异性特征,因此,通过热处理改善LAM材料的微观组织并调控力学性能至关重要。本工作对热丝激光增材制造17-4PH不锈钢热处... 激光增材制造(LAM)工艺过程中存在的高温度梯度和层间循环加热效应,导致沉积材料晶粒生长与力学性能呈现显著的各向异性特征,因此,通过热处理改善LAM材料的微观组织并调控力学性能至关重要。本工作对热丝激光增材制造17-4PH不锈钢热处理后的组织、物相组成、硬度和拉伸性能进行了分析。结果表明:17-4PH不锈钢原始态组织为粗大柱状板条马氏体及少量的晶间细小胞状奥氏体。H900热处理后,马氏体晶粒得到细化,晶粒生长各向异性减弱,且有细小碳化沉淀物的析出。H1025热处理后,马氏体晶粒发生粗化,并且在晶界和晶粒内分布细小的逆转变奥氏体。热处理后LAM样品的力学性能优于锻造样品,LAM 17-4PH不锈钢在H900状态下,抗拉强度从1108 MPa提高到1506 MPa,抗拉强度与屈服强度分别高于锻造材料11%和15%,硬度最高达448HV,取得了较好的强韧配合。马氏体基体中碳化物的沉淀析出与晶粒细化产生的强化作用协同提高材料强度,逆转变奥氏体增加了17-4PH不锈钢的塑韧性。 展开更多
关键词 17-4PH不锈钢 激光制造 热处理 拉伸性能 显微组织
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钛/钢层状复合板的激光熔丝增材制造修复技术研究 被引量:1
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作者 郑守峰 张鹤天 +1 位作者 郑雨亮 徐荣正 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第3期361-367,共7页
针对钛/钢层状复合板在服役过中钛复层易遭受腐蚀,减低其使用寿命的问题,以轧制成形的TA1(3 mm)/Q235(7 mm)层状复合板中钛复层(1.5 mm)的缺陷修复为对象,研究采用激光熔丝增材制造技术对其进行修复的可行性,分析修复区组织与性能,以及... 针对钛/钢层状复合板在服役过中钛复层易遭受腐蚀,减低其使用寿命的问题,以轧制成形的TA1(3 mm)/Q235(7 mm)层状复合板中钛复层(1.5 mm)的缺陷修复为对象,研究采用激光熔丝增材制造技术对其进行修复的可行性,分析修复区组织与性能,以及修复过程对于钛-钢界面的影响。结果表明,当修复参数采用激光功率1 300 W、离焦量-40 mm、送丝速度2.5 m/min、扫描速度1 mm/s时,可以有效实现复合板钛复层缺陷的修复。修复过程几乎对钛-钢复合板原始界面过渡层组织未产生明显影响。组织分析发现,修复区组织主要由针状马氏体、魏氏体和少量锯齿状α晶粒组成,热影响区由粗大α晶粒、粗大锯齿状α相、以及针状α晶粒构成,母材区是由均匀的等轴α晶粒组成。修复区的最大显微硬度达到201.8 HV,修复的钛-钢复合板抗拉强度为461 MPa,断裂于钛复层热影响区处,呈现韧性断裂特征。 展开更多
关键词 激光熔丝制造技术 钛/钢复合 修复技术 微观组织 力学性能
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送粉式激光增材制造工艺修复钛-不锈钢复合板的研究 被引量:2
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作者 黄羚惠 崔强 +4 位作者 张伯君 梁斌 业成 李永胜 方学伟 《压力容器》 北大核心 2024年第6期1-7,42,共8页
为解决钛钢复合板制造和服役过程中产生的超标缺陷无法直接熔焊修复的难题,通过选择合适的中间层种类及厚度,分析了TA2/S30408复合板送粉式激光增材制造工艺的可行性。结果表明:相较于Cu-Ti梯度沉积层,纯铜层在沉积过程中裂纹萌生和扩... 为解决钛钢复合板制造和服役过程中产生的超标缺陷无法直接熔焊修复的难题,通过选择合适的中间层种类及厚度,分析了TA2/S30408复合板送粉式激光增材制造工艺的可行性。结果表明:相较于Cu-Ti梯度沉积层,纯铜层在沉积过程中裂纹萌生和扩展倾向更小,更适合作为钛-不锈钢复合板的中间层;中间纯铜层多次沉积且总厚度控制在1~1.2 mm时,可以在不降低复合板界面剪切强度的前提下,有效阻止不锈钢层中的Fe元素向钛层的扩散;TA2/S30408复合板各沉积层结合良好、无明显气孔裂纹等缺陷,剪切强度达标,有望利用送粉式激光增材制造工艺修复钛-不锈钢复合板。 展开更多
关键词 钛钢复合 激光制造 金属间化合物 剪切强度
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层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场影响研究
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作者 刘莉 徐望辉 +3 位作者 刘锐哲 徐虎 黄永宪 董春林 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期177-186,共10页
目的针对电弧增材制造铝合金缺陷多、晶粒粗大、力学性能低的难题,采用电弧-搅拌摩擦加工复合增材制造的新工艺,研究层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场的影响。方法通过建立铝合金电弧(Wire and Arc Additive Manufac... 目的针对电弧增材制造铝合金缺陷多、晶粒粗大、力学性能低的难题,采用电弧-搅拌摩擦加工复合增材制造的新工艺,研究层间搅拌摩擦加工对电弧增材制造铝合金温度场与应力场的影响。方法通过建立铝合金电弧(Wire and Arc Additive Manufacturing,WAAM)-搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)复合增材的热力耦合模型,对单独电弧增材制造和WAAM-FSP复合增材过程中的温度场和应力场进行对比,分析层间FSP对电弧增材制造铝合金温度场和应力场的影响。结果在WAAM过程中,2319铝合金最高温度达到1575℃;在堆积下一道次时,前一道增材层峰值温度超过2319铝合金的液相线,使增材层发生部分重熔。层间FSP使增材试样峰值温度由1575℃升高至1619℃,在第一层增材时,层间FSP使工件的温度升高至约395℃。后续电弧增材及层间FSP对已增材层产生的温升影响随层数的增加而降低。此外,引入层间FSP后,增材构件起弧端、基板与堆积层交界处的应力集中面积减小,使熔敷层内峰值应力值降低约20 MPa。结论层间搅拌摩擦加工可降低增材工件的冷却速度以及温度梯度,同时层间FSP过程中产生的热力耦合作用使增材构件中的应力分布更均匀,解决了增材件中应力集中的问题。 展开更多
关键词 铝合金 电弧-搅拌摩擦加工复合 数值模拟 温度场 应力场
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颗粒增强铝基复合材料电弧增材技术研究
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作者 匡锐 薛帅 +6 位作者 闫亮亮 范玉虎 张伟强 夏岽尊 来钰人 赵拴勃 张春耕 《热加工工艺》 北大核心 2025年第12期161-166,共6页
颗粒增强铝基复合材料因其优异的高比强度和高比刚度,被广泛应用于交通、航空航天、船舶等领域。对于结构复杂的筒体、箱体等薄壁结构件,其成型难度大,机械加工余量大,生产周期长。而采用WAAM技术可以快速打印成形此类结构件。开展颗粒... 颗粒增强铝基复合材料因其优异的高比强度和高比刚度,被广泛应用于交通、航空航天、船舶等领域。对于结构复杂的筒体、箱体等薄壁结构件,其成型难度大,机械加工余量大,生产周期长。而采用WAAM技术可以快速打印成形此类结构件。开展颗粒增强铝基复合材料制备、焊丝制备、电弧增材制造(WAAM)试验等,分析了T6热处理后颗粒增强铝基复合材料WAAM试样的力学性能。结果表明:采用金属型模具浇注颗粒增强铝基复合材料,提高了冷却速率,从而细化晶粒,使成分偏析程度减小,保证了组织的均匀性。通过控制单道次粗拉伸和精拉伸的变形比,辅以中间退火处理(410℃±10℃,保温1.5 h),可制备出满足WAAM要求的焊丝。采用制备的焊丝在合适的工艺参数下获得了成形良好、无孔隙的墙体增材制造样品。WAAM样品经T6热处理后,抗拉强度为370~390 MPa、屈服强度为320~335MPa、伸长率为2.5%~4.5%,满足使用要求。 展开更多
关键词 颗粒强铝基复合 电弧制造 金属型模具 拉拔
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激光增材制造技术在涡轮叶片材料中的研究进展
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作者 谢文博 罗军 《中国材料进展》 北大核心 2025年第8期750-760,共11页
航空发动机涡轮叶片是飞机动力系统的核心部件,涡轮叶片的材料选择关系到航空发动机的推力、燃油效率和可靠性,直接影响飞机的性能和安全性。与传统制造技术相比,激光增材制造技术在设计自由度、制造成本、重量及力学性能等方面拥有显... 航空发动机涡轮叶片是飞机动力系统的核心部件,涡轮叶片的材料选择关系到航空发动机的推力、燃油效率和可靠性,直接影响飞机的性能和安全性。与传统制造技术相比,激光增材制造技术在设计自由度、制造成本、重量及力学性能等方面拥有显著优势,可应用于涡轮叶片材料的制造和生产。回顾了航空发动机涡轮叶片材料的发展历史,总结了涡轮叶片的服役条件及环境,分析了镍基高温合金、TiAl合金以及陶瓷基复合材料在发动机涡轮叶片上的应用现状,探讨了激光增材制造技术在涡轮叶片材料中的最新研究进展,并对未来涡轮叶片材料的研究方向进行了展望,包括材料性能的持续提升、激光增材制造技术的深入应用、新型材料的开发、成本效益的优化以及全生命周期管理。 展开更多
关键词 涡轮叶片 激光制造技术 镍基高温合金 TIAL合金 陶瓷基复合
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激光增材制造网状结构金属基复合材料的研究进展 被引量:4
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作者 伍子纯 刘阳 +5 位作者 李海尊 谭振国 唐楠 宋宇峰 刘筱 陈宇强 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1052-1070,共19页
相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制... 相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制造技术可实现对网状结构的精细化调控,为网状结构金属基复合材料的进一步发展提供了新的途径。本文综述了高能量激光束诱导马兰戈尼对流作用下网状结构金属基复合材料的形成机理、影响网状结构形成的因素、不同类型网状结构的显微组织结构特征,分析了网状结构金属基复合材料的多段弯曲断裂、微孔聚集断裂等断裂机制,阐述了在霍尔−佩奇、奥罗万、泰勒、载荷传递等强化机制共同作用下的强化机理,以及独特的增强相贫、富区协同作用下的韧化机理,并对其未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 网状结构 激光制造 金属基复合 断裂机制 强韧化机理
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ZL114A铝合金电弧-激光微铸锻复合增材制造组织与力学性能研究 被引量:2
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作者 陈清勇 王桂兰 +1 位作者 梁立业 张海鸥 《热加工工艺》 北大核心 2023年第7期125-129,共5页
对ZL114A铝合金进行电弧-激光自由熔积和电弧-激光微铸锻复合增材成形实验,探究工艺条件对该铝合金的冶金缺陷、显微组织、力学性能和断口SEM形貌的影响机理。结果表明:电弧-激光微铸锻增材成形工艺能明显抑制成形过程中气孔的产生,显... 对ZL114A铝合金进行电弧-激光自由熔积和电弧-激光微铸锻复合增材成形实验,探究工艺条件对该铝合金的冶金缺陷、显微组织、力学性能和断口SEM形貌的影响机理。结果表明:电弧-激光微铸锻增材成形工艺能明显抑制成形过程中气孔的产生,显微组织更加细小、均匀,共晶硅在晶间弥散分布;与电弧-激光自由熔积工艺相比,熔积扫描方向、熔积增高方向的拉伸强度、塑性、布氏硬度均提高;两种工艺的试样拉伸断口形貌均为细小的等轴韧窝,但电弧-激光微铸锻工艺的拉伸断面微型气孔缺陷更少。 展开更多
关键词 电弧-激光微铸锻 制造 ZL114A铝合金
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电弧增材制造纳米TiC颗粒增强铝基复合材料组织与性能研究 被引量:1
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作者 吕奇钊 周祥曼 +3 位作者 罗彬 李波 吴海华 张海鸥 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第10期115-121,130,共8页
在金属材料中引入第二相粒子是提高金属材料力学性能的重要手段之一。本文提出一种Al6061铝箔包裹TiC和Al6061的混合粉末形成一种特殊填料焊丝的TiC/Al6061复合材料电弧增材制造的新方法,并分别研究质量分数为1%、2%和3%的TiC颗粒对制... 在金属材料中引入第二相粒子是提高金属材料力学性能的重要手段之一。本文提出一种Al6061铝箔包裹TiC和Al6061的混合粉末形成一种特殊填料焊丝的TiC/Al6061复合材料电弧增材制造的新方法,并分别研究质量分数为1%、2%和3%的TiC颗粒对制备的铝基复合材料组织与性能的影响。结果表明,TiC质量分数为3%的复合材料与基体材料相比,试样的平均晶粒尺寸由45.5μm减小到25.3μm,细化了44.4%;抗拉强度和屈服强度由148.5 MPa和118.0 MPa提升到178.1 MPa和157.3 MPa,分别提升了19.9%和33.3%;平均显微硬度由50.5HV增加至65.2HV,提升了29.1%。理论结合及试验分析表明,TiC的载荷传递强化和晶粒细化以及Orowan强化机制,是材料力学性能提高的主要原因。 展开更多
关键词 电弧制造 铝基复合料(AMCs) TIC 微观组织 力学性能
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激光粉末床熔化成形铝基复合材料结构残余应力与变形研究
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作者 孙华 刘徐颖 +3 位作者 廉清 王洪泽 吴一 王浩伟 《航空制造技术》 北大核心 2025年第20期42-53,共12页
面向激光粉末床熔化成形工艺中金属粉末局部熔凝引发的残余应力问题,以TiB2/AlSi10Mg复合材料为研究对象,采用多尺度数值模拟技术预测了宏观结构的残余应力和变形特征,研究了激光功率、扫描速率和扫描方向对拱桥结构残余应力和变形的影... 面向激光粉末床熔化成形工艺中金属粉末局部熔凝引发的残余应力问题,以TiB2/AlSi10Mg复合材料为研究对象,采用多尺度数值模拟技术预测了宏观结构的残余应力和变形特征,研究了激光功率、扫描速率和扫描方向对拱桥结构残余应力和变形的影响规律。研究表明,多尺度数值模拟结果与试验测试结果具有良好的一致性。激光功率越大,熔池尺寸和温度越高,材料等效固有应变越大,结构的残余变形越大。激光扫描速率越快,熔池存在时间越短,材料等效固有应变越小,结构的残余变形越小。扫描方向主要通过改变残余应力分布形式对结构变形模式产生影响,当层间转角为0°时,沿扫描方向的材料固有应变远大于垂直扫描方向的材料固有应变,因此当激光扫描方向全部为顺桥向时,拱桥结构转角变形最大,全部为横桥向时,拱桥结构转角变形最小;当扫描层间转角为45°、67°和90°时,材料固有应变各向异性程度低,拱桥结构残余变形差异不明显,转角变形值位于中等水平。 展开更多
关键词 激光制造 铝基复合 数值模拟 残余应力 残余变形
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镍夹层添加对激光熔丝增材制造钛/钢金属复合材料界面组织与性能影响研究 被引量:3
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作者 程建 徐荣正 +1 位作者 丁冬 张鹤天 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第6期37-42,共6页
针对钛/钢复合材料增材制造过程中易形成脆性Ti-Fe金属间化合物、恶化界面性能的问题。选择镍(ERNi-1)作为夹层,采用激光熔丝增材制造技术实现了TC4/309L复合材料的一体化制备。重点分析了Ni夹层添加对于界面组织与性能的影响,结果表明... 针对钛/钢复合材料增材制造过程中易形成脆性Ti-Fe金属间化合物、恶化界面性能的问题。选择镍(ERNi-1)作为夹层,采用激光熔丝增材制造技术实现了TC4/309L复合材料的一体化制备。重点分析了Ni夹层添加对于界面组织与性能的影响,结果表明:添加Ni夹层的钛/钢复合材料的界面主要由Fe/Ni界面和Ti/Ni界面组成。其中,对于Fe/Ni界面Fe和Ni形成了无限固溶体,且未发现明显的裂纹和气孔等缺陷,实现了良好的冶金结合;在Ti/Ni界面中含有TiFe、TiNi_(3)、TiNi、Ti_(2)Ni等多种脆性金属间化合物,界面最大硬度达到670.1 HV。界面结合强度的微区拉伸试验显示,其结合强度为30.5 MPa,断裂于Ti/Ni界面位置,呈脆性断裂特征。 展开更多
关键词 激光熔丝制造 TC4/309L复合 Ni夹层 金属间化合物 组织 力学性能
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熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术初探 被引量:10
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作者 王立伟 陈树君 +1 位作者 肖珺 魏蓬生 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期71-74,共4页
对制造精度和效率相矛盾的原因进行了分析,为解决此矛盾,提出了一种新型的熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术.该技术利用交流双丝间接电弧能量熔化金属丝材实现高熔敷率,利用熔滴主动靶向激光,脉冲激光辅助定量的熔滴定点过... 对制造精度和效率相矛盾的原因进行了分析,为解决此矛盾,提出了一种新型的熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术.该技术利用交流双丝间接电弧能量熔化金属丝材实现高熔敷率,利用熔滴主动靶向激光,脉冲激光辅助定量的熔滴定点过渡到熔池保证成形精度.文中对固定质量的熔滴交替形成在固定位置进行了建模分析和初步试验研究,结果表明,通过控制送丝速度和电流频率,可实现双丝交替定点定量熔化,为熔滴主动靶向激光提供了先决条件. 展开更多
关键词 制造 激光间接电弧复合 熔滴靶向 定点定量熔化
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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钛合金 电弧制造 锻造 复合制造 显微组织 力学性能
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7075铝合金激光冲击锻造复合电弧增材修复参数对修复层硬度的影响 被引量:1
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作者 陈志超 张永康 +2 位作者 池元清 勾俊峰 林超辉 《电加工与模具》 北大核心 2024年第2期67-72,共6页
铝合金件电弧增材修复区的软化会严重削弱修复件的力学性能。采用激光冲击锻造复合电弧增材工艺修复7075铝合金件,研究了光丝间距、脉冲能量、脉冲频率、工作电流和进给速度对修复区表面和内部硬度的影响规律,比较了复合工艺和电弧增材... 铝合金件电弧增材修复区的软化会严重削弱修复件的力学性能。采用激光冲击锻造复合电弧增材工艺修复7075铝合金件,研究了光丝间距、脉冲能量、脉冲频率、工作电流和进给速度对修复区表面和内部硬度的影响规律,比较了复合工艺和电弧增材工艺所形成修复层沿着表面和深度方向的硬度分布。结果表明:合理选择光丝间距、工作电流、进给速度和尽可能大的脉冲能量及频率,将获得更高的表面和内部硬度;复合工艺能增强修复区硬度,进而提高修复件的力学性能。 展开更多
关键词 修复再制造 激光冲击锻造 电弧 硬度
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激光电弧复合增材制造钛合金的组织和性能研究 被引量:4
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作者 付娟 钱瑞鹏 +2 位作者 赵勇 郭纪龙 陈国强 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期16-20,共5页
为研究热输入对墙体宏观形貌、显微组织及力学性能的影响,用激光-MIG电弧复合热源对TC11钛合金丝材进行增材制造。结果表明:墙体柱状晶内组织都以条状α集束和α+β集束组织为主,存在明显的β相界,但堆积速度小的柱状晶中马氏体α′相... 为研究热输入对墙体宏观形貌、显微组织及力学性能的影响,用激光-MIG电弧复合热源对TC11钛合金丝材进行增材制造。结果表明:墙体柱状晶内组织都以条状α集束和α+β集束组织为主,存在明显的β相界,但堆积速度小的柱状晶中马氏体α′相尺寸较大;在堆积层重熔区中不同区域的初生α相和α+β网篮组织尺寸差异显著,堆积速度较大时的组织更细密;在墙体边界,堆积速度大时存在一定针状马氏体α′相,而堆积速度小时针状马氏体相对较少;热输入大的墙体抗拉强度比热输入小的提高2%,伸长率和断面伸缩率相近,且水平方向上墙体硬度更高,塑性更好。 展开更多
关键词 激光电弧复合 TC11钛合金 显微组织 力学性能
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