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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
1
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。
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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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职称材料
增材制造316L不锈钢应力腐蚀研究进展
被引量：
7
2
作者
招晶鑫
淡振华
+2 位作者
孙中刚
张崇宏
常辉
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1-13,共13页
应力腐蚀开裂是不锈钢零部件失效的主要形式之一,是材料力学和腐蚀电化学交叉领域的重要研究方向。与传统工艺制备相比,增材制造技术制备的316L不锈钢内部微观组织复杂,存在增材制造工艺引起的气孔、未熔合区等固有缺陷,导致其应力腐蚀...
应力腐蚀开裂是不锈钢零部件失效的主要形式之一,是材料力学和腐蚀电化学交叉领域的重要研究方向。与传统工艺制备相比,增材制造技术制备的316L不锈钢内部微观组织复杂,存在增材制造工艺引起的气孔、未熔合区等固有缺陷,导致其应力腐蚀行为更为复杂。本文基于国内外关于增材制造316L不锈钢的研究实例,综述了应力腐蚀行为特征及主控机制,包括氢致开裂和阳极溶解两种应力腐蚀机理、穿晶断裂和沿晶解理两种作用形式,并归纳了孪晶、异种晶相交界处、气孔及未熔合处、元素偏析等组织结构缺陷等对增材制造316L不锈钢应力腐蚀的影响。针对电化学噪声、高分辨中子衍射、三维形貌表征等三种原位测试方法在不锈钢应力腐蚀行为研究方面的现状和技术优势进行了总结。最后提出了高温辐照等严苛环境下的应力腐蚀行为特征研究,以及裂纹尖端应力分配模型及重构准则等增材制造不锈钢应力腐蚀未来的研究方向。
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关键词
增材制造
316L不锈钢
应力腐蚀开裂机理
微观组织特征
原位表征方法
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职称材料
激光熔覆铁基复合涂层组织与性能影响
被引量：
17
3
作者
张华健
孙中刚
+2 位作者
李峰
常辉
邢飞
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第12期127-133,共7页
目的在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究...
目的在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究了涂层的微观结构。通过维氏显微硬度计和M-2000磨损试验机,研究了涂层的力学性能。结果获得的涂层致密,没有裂纹和气孔等缺陷,涂层内部WC清晰可见。连接层与基材具有良好的冶金结合,涂层组织主要有等轴组织、柱状组织和共晶组织。耐磨层物相组成为奥氏体(γ-Fe)、γ(Fe,Ni)固溶体和Fe-Ni-Cr固溶体。涂层表面的显微硬度最高为559HV1,比基材硬度(182HV1)提升了3倍多。随着WC含量的增加,涂层的磨损量显著下降。结论基材与连接层有沿基体表面生长的平面晶,涂层内部为柱状晶、树枝晶和共晶等组织,涂层顶部多为细小的等轴晶。加入WC,涂层的显微硬度提高不明显,但WC周围的组织细化,显微硬度提高。无WC的涂层磨损机理主要为粘着磨损;3%WC的涂层磨损较轻,磨损仍以粘着磨损为主;5%WC的耐磨层磨损最轻,磨损机理为磨粒磨损,WC的加入明显提高了涂层的耐磨性。
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关键词
激光熔覆
铁基合金
显微组织
显微硬度
耐磨性
WC含量
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职称材料
题名
3D打印连续纤维增强树脂基复合材料的研究进展
1
作者
张明
孙中刚
郭艳华
戴国庆
ALEXANDROV V.I.
机构
南京工业大学材料科学与工程学院新材料研究院
乌法科技
大学
金属
材料
科学与
物理系
出处
《材料工程》
北大核心
2025年第2期50-70,共21页
基金
江苏省重点研发计划(BE2023026)
国家自然科学基金(51875274)。
文摘
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。
关键词
连续纤维
树脂基
增材制造
工艺参数
结构设计
Keywords
continuous fiber
resin-based
additive manufacturing
process parameter
structural design
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
增材制造316L不锈钢应力腐蚀研究进展
被引量：
7
2
作者
招晶鑫
淡振华
孙中刚
张崇宏
常辉
机构
南京工业大学材料科学与工程学院新材料研究院
中国
科学
院近代物理
研究
所
出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1-13,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(51671106,51931008)
江苏省重点研发计划(BE2019119)。
文摘
应力腐蚀开裂是不锈钢零部件失效的主要形式之一,是材料力学和腐蚀电化学交叉领域的重要研究方向。与传统工艺制备相比,增材制造技术制备的316L不锈钢内部微观组织复杂,存在增材制造工艺引起的气孔、未熔合区等固有缺陷,导致其应力腐蚀行为更为复杂。本文基于国内外关于增材制造316L不锈钢的研究实例,综述了应力腐蚀行为特征及主控机制,包括氢致开裂和阳极溶解两种应力腐蚀机理、穿晶断裂和沿晶解理两种作用形式,并归纳了孪晶、异种晶相交界处、气孔及未熔合处、元素偏析等组织结构缺陷等对增材制造316L不锈钢应力腐蚀的影响。针对电化学噪声、高分辨中子衍射、三维形貌表征等三种原位测试方法在不锈钢应力腐蚀行为研究方面的现状和技术优势进行了总结。最后提出了高温辐照等严苛环境下的应力腐蚀行为特征研究,以及裂纹尖端应力分配模型及重构准则等增材制造不锈钢应力腐蚀未来的研究方向。
关键词
增材制造
316L不锈钢
应力腐蚀开裂机理
微观组织特征
原位表征方法
Keywords
additive manufacturing
316L stainless steel
SCC mechanism
microstructure characteristic
in-situ characterization method
分类号
TG171 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
激光熔覆铁基复合涂层组织与性能影响
被引量：
17
3
作者
张华健
孙中刚
李峰
常辉
邢飞
机构
南京工业大学材料科学与工程学院新材料研究院
辽宁增材制造产业技术
研究院
有限公司
沈阳中科煜宸科技有限公司
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第12期127-133,共7页
基金
国家自然科学基金(51875274
51401105)~~
文摘
目的在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究了涂层的微观结构。通过维氏显微硬度计和M-2000磨损试验机,研究了涂层的力学性能。结果获得的涂层致密,没有裂纹和气孔等缺陷,涂层内部WC清晰可见。连接层与基材具有良好的冶金结合,涂层组织主要有等轴组织、柱状组织和共晶组织。耐磨层物相组成为奥氏体(γ-Fe)、γ(Fe,Ni)固溶体和Fe-Ni-Cr固溶体。涂层表面的显微硬度最高为559HV1,比基材硬度(182HV1)提升了3倍多。随着WC含量的增加,涂层的磨损量显著下降。结论基材与连接层有沿基体表面生长的平面晶,涂层内部为柱状晶、树枝晶和共晶等组织,涂层顶部多为细小的等轴晶。加入WC,涂层的显微硬度提高不明显,但WC周围的组织细化,显微硬度提高。无WC的涂层磨损机理主要为粘着磨损;3%WC的涂层磨损较轻,磨损仍以粘着磨损为主;5%WC的耐磨层磨损最轻,磨损机理为磨粒磨损,WC的加入明显提高了涂层的耐磨性。
关键词
激光熔覆
铁基合金
显微组织
显微硬度
耐磨性
WC含量
Keywords
laser cladding
iron based alloy
microstructure
microhardness
wear resistance
WC content
分类号
TG174.442 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
3D打印连续纤维增强树脂基复合材料的研究进展
张明
孙中刚
郭艳华
戴国庆
ALEXANDROV V.I.
《材料工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
增材制造316L不锈钢应力腐蚀研究进展
招晶鑫
淡振华
孙中刚
张崇宏
常辉
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
激光熔覆铁基复合涂层组织与性能影响
张华健
孙中刚
李峰
常辉
邢飞
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
17
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职称材料
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