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WC-Ni基硬质合金的光固化增材制造 被引量：1
1
作者 刘展赫 陈子航 +5 位作者 王日初 彭超群 时凯华 周科朝 马格达西·什洛莫 王小锋 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期76-88,共13页
采用光固化增材制造(3D打印)技术制备WC-Ni基硬质合金,研究了浆料配比和增材制造工艺参数对浆料流变性能和固化性能的影响以及WC-Ni基硬质合金的性能。结果表明:当浆料固含量为40%(体积分数)、分散剂为ZN-1344且加入量为粉体质量的2%时,... 采用光固化增材制造(3D打印)技术制备WC-Ni基硬质合金,研究了浆料配比和增材制造工艺参数对浆料流变性能和固化性能的影响以及WC-Ni基硬质合金的性能。结果表明:当浆料固含量为40%(体积分数)、分散剂为ZN-1344且加入量为粉体质量的2%时,WC-Ni浆料的流变性能满足增材制造工艺需求,当剪切速率为100 s^(-1)时,浆料黏度为2.718 Pa·s;该浆料的最大单层固化厚度可达144μm,对应工艺参数为0.01 mm线间距、90%激光功率和2 000 mm/s扫描速度;采用响应曲面法拟合数据获得的浆料单层固化厚度计算模型,计算值与实际值误差为3.4%,可起理论预测作用;光固化增材制造WC-15%Ni硬质合金的密度和相对密度最高,分别为13.51 g/cm^(3)和96.5%,加入1%晶粒长大抑制剂Cr_(3)C_(2)后,硬质合金维氏硬度显著提高,达到945 HV_(30),接近同等Ni含量但不含有Cr_(3)C_(2)的传统硬质合金硬度。 展开更多
关键词 wc-Ni基硬质合金 光固化增材制造 3D打印 响应曲面法 晶粒长大抑制剂 复杂结构
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WC的添加对激光增材制造Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金耐磨性能的影响
2
作者 赵玉凤 宋来东 +2 位作者 王宏宇 姜银方 胡展铭 《焊接学报》 北大核心 2025年第8期140-146,共7页
采用激光熔丝沉积增材制造技术制备了添加不同含量WC的Fe-17Mn-6Si-9Cr-5Ni合金,考察其在油润滑条件下的摩擦磨损行为,分析并初步讨论了WC的添加量对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金耐磨机制的影响.结果表明,在Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金中,当WC添加量不超... 采用激光熔丝沉积增材制造技术制备了添加不同含量WC的Fe-17Mn-6Si-9Cr-5Ni合金,考察其在油润滑条件下的摩擦磨损行为,分析并初步讨论了WC的添加量对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金耐磨机制的影响.结果表明,在Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金中,当WC添加量不超过1%(质量分数)时,合金硬度随着WC添加量的增多而增大,但其耐磨性不增反降,此时合金的耐磨性主要受铁基记忆合金由于应力诱发马氏体相变带来的特有减摩抗磨特性的影响;而当WC的添加量增大提高至2%和4%时,合金硬度随着WC添加量的增多而继续增大,其耐磨性也随之有所提高,但仍仅与未添加时大致相当,此时在摩擦磨损次表层中已观察不到马氏体板条,可以认为此时合金的耐磨性主要受WC颗粒的弥散强化的影响.在文中研究条件下,添加0.25%WC的合金耐磨性最好. 展开更多
关键词 铁基形状记忆合金 耐磨机制 激光增材制造 油润滑 wc颗粒
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硬质合金刀具增材制造技术发展趋势和展望
3
作者 姜峰 胡荣辉 +5 位作者 邓杰东 张添 黄国钦 徐仰立 李友生 刘超 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1300-1313,共14页
综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线:基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具,但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题,... 综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线:基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具,但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题,通过调整激光能量密度、扫描速度和粉末特性等参数能够显著改善打印件的质量;冷沉积烧结技术能够制备出表面质量优良且力学性能优异的硬质合金刀具,但存在黏结剂残留、制件收缩等问题,通过优化黏结剂种类、脱脂工艺和烧结温度等关键参数可以提高制件的密度和力学性能。同时采用真空烧结、热压、热等静压等热处理工艺能够进一步消除材料内部缺陷,提高刀具整体性能。 展开更多
关键词 刀具 硬质合金 增材制造 粉末床熔融技术 冷沉积烧结技术
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单晶镍基高温合金增材修复的定制化热处理
4
作者 林弈安 王兆伟 +2 位作者 何卫锋 罗思海 陈凯 《中国材料进展》 北大核心 2025年第4期380-386,共7页
增材制造(3D打印)技术在镍基高温合金单晶叶片的修复领域展现出重要应用前景。该技术具有温度梯度大、冷却速度快等特点,有利于促进枝晶定向生长、实现枝晶组织细化,但是同时也容易产生高残余应力、高位错密度,从而在后续热处理与高温... 增材制造(3D打印)技术在镍基高温合金单晶叶片的修复领域展现出重要应用前景。该技术具有温度梯度大、冷却速度快等特点,有利于促进枝晶定向生长、实现枝晶组织细化,但是同时也容易产生高残余应力、高位错密度,从而在后续热处理与高温服役过程中引发再结晶、开裂等问题,造成极大的安全隐患。因此,需要对增材修复的镍基高温合金单晶开发定制化热处理研究。高温合金的标准热处理一般由超固相线固溶、时效等步骤组成。以增材修复高温合金单晶特有的微观组织为出发点,提出“筏化-回复”及“亚固相线固溶”策略,有效抑制再结晶及3D打印产生的杂晶晶粒生长,同时有效降低位错密度、释放应力、调控沉淀强化相组织,为实现单晶涡轮叶片的增材修复提供保障。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 增材制造 热处理 回复 亚固相线固溶
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增材制造镍基高温合金成形过程数值模拟研究进展 被引量：1
5
作者 胡勇 张文格 +2 位作者 马好放 王泽 杨小康 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3923-3946,共24页
增材制造技术为镍基高温合金复杂零部件的制造带来了前所未有的机遇,然而在实验研究和实际生产中仍然面临着较大的竞争压力,制约了增材制造镍基高温合金的快速发展。近年来,不同尺度的模拟方法逐步应用于指导镍基高温合金的增材制造和... 增材制造技术为镍基高温合金复杂零部件的制造带来了前所未有的机遇,然而在实验研究和实际生产中仍然面临着较大的竞争压力,制约了增材制造镍基高温合金的快速发展。近年来,不同尺度的模拟方法逐步应用于指导镍基高温合金的增材制造和开发。宏观尺度模拟关注成形过程中的热历史、成形控制、残余应力分布和力学行为;介观尺度模拟主要用于解决成形过程中的激光吸收、熔池内熔体流动、熔化凝固、缺陷形成以及裂纹防治等问题;微观尺度模拟则聚焦于制造过程中构建材料的微观组织演化;而多尺度模拟通过耦合不同类型的模型,实现了材料成形过程中的跨尺度研究。本文通过综述宏观、介观和微观以及多尺度条件下镍基高温合金增材制造过程数值模拟研究进展,分析了不同模拟方法对于解决增材制造镍基高温合金成形和控性相关问题的策略和思路。最后,针对如何推动数值模拟在增材制造镍基高温合金开发中的应用进行了展望,并指出其发展方向。 展开更多
关键词 增材制造 镍基高温合金 物理现象 多尺度 数值模拟
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基于EBM增材制造CoNi基高温合金组织与力学性能
6
作者 李龙飞 喻遥 +1 位作者 闫春雷 冯强 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期125-132,共8页
增材制造技术为发展高性能高温合金材料及部件提供了新的途径。本工作开发一种适于增材制造工艺条件的γ′相强化CoNi基高温合金,并结合电子束熔化(electron beam melting,EBM)技术的工艺参数优化,制备出无裂纹的合金块体材料。结果表明... 增材制造技术为发展高性能高温合金材料及部件提供了新的途径。本工作开发一种适于增材制造工艺条件的γ′相强化CoNi基高温合金,并结合电子束熔化(electron beam melting,EBM)技术的工艺参数优化,制备出无裂纹的合金块体材料。结果表明:扫描速度为2000 mm/s时,合金孔隙率最低,约为0.14%;打印态CoNi基合金显微组织为沿<001>方向生长的柱状晶粒,平均晶粒宽度约为235μm,γ′相体积分数约为30%;经过热等静压及固溶时效处理后,孔隙率进一步降低至约0.09%,柱状晶粒基本没有变化;γ′相的平均尺寸为(70±18)nm,体积分数为(32±3.6)%。室温拉伸实验结果表明,增材制造γʹ相强化CoNi基高温合金展示出优异的强塑性配合,展示出良好的工业应用前景。 展开更多
关键词 CoNi基高温合金 增材制造 裂纹敏感性 显微组织 力学性能
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激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究进展 被引量：5
7
作者 李尧 寇浩南 +5 位作者 李梦阳 张阔 刘源 虢婷 张凤英 宋绪丁 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1-14,共14页
针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹(即凝固裂纹和液化裂纹)的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。... 针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹(即凝固裂纹和液化裂纹)的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。在此基础上,从合金成分调控、工艺参数优化、基板预热以及热等静压处理等方面,概述了增材制造高温合金热裂纹调控和抑制的主要措施。最后,针对激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究中存在的问题,提出了进一步研究和发展的建议,为实现无裂纹镍基高温合金的增材制造提供了参考。 展开更多
关键词 激光增材制造 沉淀强化镍基高温合金 开裂机理 热裂纹敏感性 裂纹抑制
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镍基单晶高温合金的增材制造修复研究进展 被引量：2
8
作者 周智翔 任能 +4 位作者 王一达 曾龙 夏明许 李军 李建国 《精密成形工程》 北大核心 2024年第10期10-27,共18页
镍基单晶高温合金因其优异的高温强度、抗氧化性和抗蠕变性能被广泛应用于航空航天领域。单晶涡轮叶片在服役过程中极易受到损伤,损伤的修复再制造技术具有显著的经济价值,增材制造则为高温合金零件的修复提供了新途径。增材制造在CMSX-... 镍基单晶高温合金因其优异的高温强度、抗氧化性和抗蠕变性能被广泛应用于航空航天领域。单晶涡轮叶片在服役过程中极易受到损伤,损伤的修复再制造技术具有显著的经济价值,增材制造则为高温合金零件的修复提供了新途径。增材制造在CMSX-4、DD6等合金单晶叶片的修复中已得到初步实现,为确保修复后的叶片能够满足服役要求并投入生产实践,仍需解决修复层存在的裂纹、杂晶和气孔等问题。通过改善工艺参数、改变基材晶体取向、优化沉积或扫描策略等方法可实现单晶组织无缺陷和连续的外延生长,但其工艺窗口的确定和性能控制仍面临挑战。此外,针对增材制造修复单晶叶片的研究目前主要集中于定向能量沉积技术,对于激光粉末床熔融技术和电子束熔融技术,目前的研究尚处于起步阶段,仍需建立相关理论和探索工艺窗口。数值模拟在增材制造工艺参数研究中具有预测性、可视化和高效性等优势,通过建立熔池的热力学模型和动力学模型,可以有效预测增材制造过程中的热量传递、熔池形貌、金属液流动以及修复区应力分布等多物理场,并深入理解工艺参数与材料微观结构以及性能之间的关系,进而为优化工艺参数、避免孔隙和缺陷的形成、改善修复区微观组织、提高修复精度提供相应的参考。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 增材制造 损伤修复 工艺调控 数值模拟
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增材制造单晶镍基高温合金微观组织、热稳定性及耐磨性能 被引量：2
9
作者 任晨宇 林思聪 +5 位作者 陈凯 张丹利 周光妮 梁晓晴 罗思海 何卫锋 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3002-3012,共11页
利用定向能量沉积的增材制造方法制备了单晶镍基高温合金SRR99,通过微观组织表征、硬度测量与纳米划痕实验,系统地研究激光增材制造单晶镍基高温合金在服役温度下的组织稳定性。结果表明:经过服役温度(650℃)退火100 h后,增材制造样品γ... 利用定向能量沉积的增材制造方法制备了单晶镍基高温合金SRR99,通过微观组织表征、硬度测量与纳米划痕实验,系统地研究激光增材制造单晶镍基高温合金在服役温度下的组织稳定性。结果表明:经过服役温度(650℃)退火100 h后,增材制造样品γ'强化相的形貌及尺寸(70 nm)依旧保持。相比于传统铸造样品,服役温度退火前后增材制造样品的硬度(6.6 GPa)均提高了20%以上。此外,退火前后增材制造样品的摩擦因数均具有数值低(0.19)、离散性小的特点。本研究证明定向能量沉积增材制造的单晶镍基高温合金样品拥有优异的组织热稳定性和耐磨性能,为激光增材制造技术应用于单晶镍基高温合金涡轮叶片的榫头修复与提性延寿提供了实验支撑。 展开更多
关键词 激光增材制造 单晶镍基高温合金 耐磨性能 热稳定性 纳米划痕
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镍基高温合金增材制造研究进展 被引量：14
10
作者 祝国梁 罗桦 +4 位作者 贺戬 田雨生 卫东雨 谭庆彪 孔德成 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-15,共15页
镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域... 镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域。金属增材制造技术制备的镍基高温合金具有良好性能,能实现复杂构件精密成形,且制备过程中材料浪费少,有望成为未来航空航天等领域中镍基高温合金构件的重要制备工艺。常见的镍基高温合金增材制造方法有粉末床熔化、定向能量沉积和电弧增材制造等,粉末床熔化被广泛用于制造高精度和复杂零件,但制造速度相对较慢,且设备和材料成本较高。定向能量沉积自由度和灵活性更高,可用于制备功能性梯度材料,但精度较低。电弧增材制造具有较低的设备成本和材料成本,适用于大型零件的快速制造,但其制备的合金表面粗糙度较差,需要进行额外的加工或后处理。在增材制造过程中被广泛研究的镍基高温合金包含IN625,Hastelloy X等固溶强化型和IN718,CM247LC,IN738LC等沉淀强化型高温合金。与传统的铸造和锻造方法相比,增材制造独特的逐层成型、快冷快热的制备过程带来了粗大的柱状晶粒组织和大量细小晶粒的独特微观组织,还形成了独特的熔池组织及位错胞结构。但是,通过增材制造得到的合金一般还需要进行热处理,对晶粒组织、析出相等进行调控,从而影响合金的力学性能。此外,增材制造镍基高温合金的力学性能还与具体制备方法和合金种类有关。尽管目前增材制造已被广泛用于镍基高温合金的制备,但仍面临组织与性能存在各向异性、高性能合金开裂敏感性高以及缺乏相应的规范和标准等问题,将来需要在热处理、专用合金的定制与开发、探索工艺-结构-功能关系以及计算建模等方面深入探索。 展开更多
关键词 增材制造 镍基高温合金 微观组织 力学性能
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电阻增材制造装备开发和实验研究
11
作者 王文琴 韩志洋 +3 位作者 黄伟 陈吉根 徐永东 王德 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第7期171-178,共8页
针对目前激光高能束增材设备成本高昂、操作复杂,以及制备过程存在较高的热应力和样品表面质量等问题,该文基于电阻缝焊工艺开发出电阻增材制造装备,开发了一种具有成本低、方法简单、热输入低等优点的新型固相增材制造方法。研究对比... 针对目前激光高能束增材设备成本高昂、操作复杂,以及制备过程存在较高的热应力和样品表面质量等问题,该文基于电阻缝焊工艺开发出电阻增材制造装备,开发了一种具有成本低、方法简单、热输入低等优点的新型固相增材制造方法。研究对比了使用电阻增材制造制备的WC-10%AlCoCrFeNi_(2.1)硬质合金和商用WC-10%Co硬质合金的硬度和弹性模量,结果表明WC-10%AlCoCrFeNi_(2.1)合金的硬度和弹性模量优于商用WC-10%Co合金,验证了使用电阻增材制造技术生产高性能WC基硬质合金和AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金作为硬质合金黏结剂的可行性,为先进硬质合金和其他高性能材料的生产提供了新方法。 展开更多
关键词 电阻增材制造装备 wc基硬质合金增材制造 AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金
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增材制造镍基高温合金在航空发动机与燃气轮机中的研究应用进展 被引量：12
12
作者 吴宇 陈冰清 +5 位作者 刘伟 黄帅 孙兵兵 张学军 陈沛 黄辰 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期31-45,共15页
镍基高温合金具有良好的高温性能,被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的制造。增材制造逐点快速熔凝、逐层累积堆叠的工艺特点,不仅可实现高性能复杂结构零件的快速制造,还可用于损伤零件的高效率、高质量修复。目前,增材制造技术... 镍基高温合金具有良好的高温性能,被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的制造。增材制造逐点快速熔凝、逐层累积堆叠的工艺特点,不仅可实现高性能复杂结构零件的快速制造,还可用于损伤零件的高效率、高质量修复。目前,增材制造技术已逐渐成为镍基高温合金零件制备及修复的重要技术途径之一。本文综述了增材制造镍基高温合金在显微组织与冶金缺陷研究方面的进展,总结现有文献中GH3536、GH3625和GH4169三种常用镍基高温合金的拉伸性能,介绍增材制造镍基高温合金零件在航空发动机及燃气轮机中的典型应用案例。最后,针对现有研究存在的问题及制约增材制造镍基高温合金零件应用的困难,提出从设计增材制造专用镍基高温合金成分、建立增材制造镍基高温合金专用热处理/热等静压工艺、开发单晶镍基高温合金增材制造技术、发展增材制造实时监测控制技术、创新增材制造零件内表面处理技术等方面,进一步促进增材制造镍基高温合金零件的工程应用。 展开更多
关键词 增材制造 镍基高温合金 航空发动机 燃气轮机 显微组织 拉伸性能
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激光增材制造镍基高温合金的高温变形行为与本构模型
13
作者 苏鹏程 赵长安 +2 位作者 王佩艳 袁康博 连晨晨 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第1期135-146,共12页
开展了激光增材制造镍基高温合金在7种温度下的拉伸试验,通过断口分析、数据处理等手段研究了增材制造高温合金的破坏机制及本构模型。结果表明:镍基高温合金的屈服强度、抗拉强度随着温度的升高而降低;温度高于673 K时,塑性段出现锯齿... 开展了激光增材制造镍基高温合金在7种温度下的拉伸试验,通过断口分析、数据处理等手段研究了增材制造高温合金的破坏机制及本构模型。结果表明:镍基高温合金的屈服强度、抗拉强度随着温度的升高而降低;温度高于673 K时,塑性段出现锯齿流变现象,随着温度的升高,锯齿的密度减小;试件断口表面存在大量韧窝和撕裂棱,具有显著的韧性断裂特征;通过考虑应变和温度对材料塑性行为的耦合影响,建立了以J-C和Z-A模型为基础来拟合合金流动应力的改进本构模型,拟合值和试验值吻合较好,相对误差绝对值均小于4%;将有限元仿真结果和试验的载荷-位移曲线进行对比,进一步证明了所建立本构模型的准确性。 展开更多
关键词 镍基高温合金 本构模型 流变行为 激光增材制造 有限元模拟
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镁基复合材料增材制造技术研究进展 被引量：5
14
作者 陶新苗 孙家伟 +2 位作者 黄玉川 吴国华 刘文才 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1914-1937,共24页
镁基复合材料通过基体与增强体的协同配合,克服了传统镁合金绝对强度和刚度较低、承载能力较差的难题,而增材制造技术的强成形能力、高制备精度、短制备周期为定制复杂结构且组织均匀的镁基复合材料提供可能。因此,本文从镁基复合材料... 镁基复合材料通过基体与增强体的协同配合,克服了传统镁合金绝对强度和刚度较低、承载能力较差的难题,而增材制造技术的强成形能力、高制备精度、短制备周期为定制复杂结构且组织均匀的镁基复合材料提供可能。因此,本文从镁基复合材料的组成出发,简单介绍传统制备方式后,归纳梳理了镁基复合材料增材制造技术的研究进展,总结不同制造过程中工艺参数对成形件组织和性能的影响规律,最后在分析所存在的问题和挑战的基础上,对镁基复合材料增材制造技术未来的研究方向进行聚焦和展望。 展开更多
关键词 镁基复合材料 增材制造 选区激光熔化 电弧增材制造 力学性能
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3D打印连续纤维增强树脂基复合材料的研究进展
15
作者 张明 孙中刚 +2 位作者 郭艳华 戴国庆 ALEXANDROV V.I. 《材料工程》 北大核心 2025年第2期50-70,共21页
连续纤维增强树脂基复合材料因其密度低、力学性能优异被广泛应用于航空航天、汽车和船舶等工业领域,传统制造工艺因模具限制成本高昂且无法成型复杂零部件。增材制造设计自由度高、快速灵活等优点被认为是连续纤维增强复合材料未来生... 连续纤维增强树脂基复合材料因其密度低、力学性能优异被广泛应用于航空航天、汽车和船舶等工业领域,传统制造工艺因模具限制成本高昂且无法成型复杂零部件。增材制造设计自由度高、快速灵活等优点被认为是连续纤维增强复合材料未来生产的重要方向之一。目前连续纤维增强复合材料的增材制造技术发展仍处于起步阶段,本文系统综述了连续纤维增强树脂基复合材料的研究现状,概述了打印的装备、工艺、材料的研究进展,为连续纤维增强树脂基复合材料的打印平台搭建以及工程化应用提供了方向,重点分析了打印温度、打印速度和打印层厚等工艺参数对打印质量的影响,为连续纤维增强复合材料的智能增材制造提供参考,同时讨论了连续纤维的二维和三维的结构设计在轻量化制造方面的发展,如纤维路径铺设和结构拓扑优化,并对连续纤维增强复合材料增材制造的设备、材料、打印工艺和结构设计的研究发展趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 连续纤维 树脂基 增材制造 工艺参数 结构设计
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颗粒增强铝基复合材料电弧增材技术研究
16
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 颗粒增强铝基复合材料 电弧增材制造 金属型模具 拉拔
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高能束增材制造铝合金及其复合材料缺陷形成与控制机理 被引量：1
17
作者 李建超 鲁晓楠 +1 位作者 王欢 高翔 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期87-96,共10页
增材制造技术的快速发展为高性能铝合金及其复合材料的设计制备与应用带来了机遇。本文介绍了增材制造技术在铝合金及其复合材料中的应用现状与未来趋势,并分析了增材制造工艺参数对铝合金及其复合材料显微组织及力学性能的影响。在此... 增材制造技术的快速发展为高性能铝合金及其复合材料的设计制备与应用带来了机遇。本文介绍了增材制造技术在铝合金及其复合材料中的应用现状与未来趋势,并分析了增材制造工艺参数对铝合金及其复合材料显微组织及力学性能的影响。在此基础上,以激光增材制造技术为主,综述了铝合金及其复合材料在增材制造过程中的缺陷形成机理与缺陷控制策略。其中,铝合金的宽半固态区间、高热导率、对激光的高反射率、激光增材制造本身特有的大升降温速率,以及高温度梯度等特性共同导致了打印复合材料组织粗大、孔洞、微裂纹缺陷的产生。通过引入纳米颗粒以提高形核率、稳定熔池或提高铝合金对激光的吸收率,可显著减少增材制造铝合金及其复合材料缺陷数量。未来,应对新型增材制造技术的缺陷形成与控制机理、增材制造专用铝合金粉体研发及增强体分布调控方法等开展相关研究。本文将为高性能铝合金及其复合材料的增材制造开发与应用提供参考。 展开更多
关键词 增材制造(AM) 铝合金 铝基复合材料(AMCs) 缺陷控制 缺陷形成机理
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增材制造镍基高温合金研究进展 被引量：28
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作者 袁战伟 常逢春 +2 位作者 马瑞 白洁 郑俊超 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期200-208,共9页
镍基高温合金具有强度高、抗氧化能力好、蠕变强度和持久强度好以及抗燃气腐蚀能力的特点,被广泛应用于航空航天、汽车通讯、船舶制造等领域。近年来,增材制造技术的进步加速了增材制造镍基高温合金的发展。激光增材制造对于镍基高温合... 镍基高温合金具有强度高、抗氧化能力好、蠕变强度和持久强度好以及抗燃气腐蚀能力的特点,被广泛应用于航空航天、汽车通讯、船舶制造等领域。近年来,增材制造技术的进步加速了增材制造镍基高温合金的发展。激光增材制造对于镍基高温合金的制备具有独特的优势,如生产周期短、成本低以及可进行功能预设等。对于航空发动机及燃气机轮中喷嘴、燃烧室等热段部件以及航天飞行器等复杂零件的成形制造非常有利。目前,相关方面的研究热点主要有激光增材制造过程中凝固组织的变化规律、工艺参数与熔池宏观形态间的关系、残余应力的分析以及缺陷的探究。本文综述了增材制造技术制备镍基高温合金的研究进展,简要概括了增材制造技术和镍基高温合金的发展概况,总结了用增材制造技术制备的镍基高温合金成形件的显微组织、后处理后组织的变化及其对力学性能的影响,最后阐述了增材制造镍基高温合金成形件存在的缺陷及解决方法。 展开更多
关键词 增材制造 镍基高温合金 微观组织 后处理 力学性能 内在缺陷
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激光增材制造WC增强铁基复合材料组织结构及性能研究 被引量：10
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作者 李刚 熊梓连 +2 位作者 曾永浩 汪国发 刘囝 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期271-277,共7页
目的采用激光增材制造技术制备WC增强铁基复合材料,并对其显微组织结构及性能进行表征测试,为后续制备大体积激光增材做技术理论及工艺储备。方法加入质量分数为10%的WC粉末,利用激光增材制造技术在40Cr钢表面制备WC增强铁基复合材料层... 目的采用激光增材制造技术制备WC增强铁基复合材料,并对其显微组织结构及性能进行表征测试,为后续制备大体积激光增材做技术理论及工艺储备。方法加入质量分数为10%的WC粉末,利用激光增材制造技术在40Cr钢表面制备WC增强铁基复合材料层,采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、硬度计、磨粒磨损机、电化学工作站等,分析激光增材层逐层组织结构、力学性能及其变化规律。结果激光增材层与基体呈良好冶金结合,相组成为α-(Fe,Cr)、Fe2C、Fe2W、Fe3B。表层、亚表层及中层区显微组织为鱼骨状树枝晶,在其周围存在硬质颗粒,随着表面距离的增加,底层区出现胞状晶。亚表层区晶粒最为细小均匀,硬度最高,为1057HV,是基体的4.2倍。中层区磨损率最低(0.29 mg/mm^2),耐磨性最好,自腐蚀电位最高(-205.86 mV),耐蚀性能最好。底层区钝化电流密度最小,为0.1865μA/cm^2,腐蚀速度最慢。结论加入的WC颗粒与铁基粉反应生成的Fe2C与Fe2W形成第二相强化,提高了基体的硬度、耐磨性及耐蚀性,且增材层亚表层区硬度最高,中层区耐磨性、耐蚀性最好。 展开更多
关键词 激光增材制造 wc 第二相强化 显微组织 显微硬度 耐磨性 耐蚀性
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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
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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 电弧增材制造 铝基复合材料(AMCs) TIC 微观组织 力学性能
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