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热等静压对激光选区熔化增材制造GH3230高温合金微裂纹与组织的影响 被引量:7
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作者 王继浩 刘凯歌 +2 位作者 张雪峰 谢印开 李怀学 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期55-61,共7页
为揭示GH3230高温合金的激光选区熔化增材成形性,研究了热等静压对激光选区熔化增材制造GH3230高温合金微裂纹与组织及拉伸性能的影响。结果表明,激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态存在凝固微裂纹,该裂纹在XOY截面呈现龟裂特征,... 为揭示GH3230高温合金的激光选区熔化增材成形性,研究了热等静压对激光选区熔化增材制造GH3230高温合金微裂纹与组织及拉伸性能的影响。结果表明,激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态存在凝固微裂纹,该裂纹在XOY截面呈现龟裂特征,在ZOY截面呈现线状;热等静压之后,激光选区熔化增材制造GH3230高温合金的一部分微裂纹可以消除,另一部分较长的微裂纹难以消除。激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态组织基本为片状固溶体组织,在晶界附近存在少量析出碳化物;热等静压之后,在晶界附近析出大量的MoWCr碳化物,而晶内析出MoWCr碳化物数量多且尺寸较小。凝固微裂纹导致激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态XY方向抗拉强度及延伸率降低,而热等静压能减小大尺寸微裂纹,消除小尺寸微裂纹及气孔,可大幅提高XY方向的抗拉强度和延伸率。 展开更多
关键词 增材制造(AM) 激光选区熔化(SLM) GH3230高温合金 微裂纹 热等静压(HIP)
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激光高速沉积Inconel 625涂层组织特征及性能
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作者 杨胶溪 杨剑锋 +2 位作者 白兵 刘琦 李怀学 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第21期47-52,61,共7页
激光高速沉积工艺可以改善常规熔覆涂层存在的腐蚀问题,为了研究扫描速度对熔覆涂层微观组织和性能的影响,采用不同的激光扫描速度在300M钢基体上制备Inconel 625镍基合金涂层,重点分析了40m/min和70m/min两种典型扫描速度条件下制备熔... 激光高速沉积工艺可以改善常规熔覆涂层存在的腐蚀问题,为了研究扫描速度对熔覆涂层微观组织和性能的影响,采用不同的激光扫描速度在300M钢基体上制备Inconel 625镍基合金涂层,重点分析了40m/min和70m/min两种典型扫描速度条件下制备熔覆层的显微组织、物相组成、硬度、抗腐蚀性能等。结果表明,不同扫描速度条件下制备的镍基合金涂层的冶金形态主要是胞状晶和柱状晶,其相成分主要由γ-Ni固溶体和Fe3Ni2两种物相构成。高速激光熔覆层的硬度随着线扫描速度的增加呈增加趋势,且涂层的腐蚀电位逐渐增大、腐蚀电流密度逐渐减小。随着扫描速率的提高,涂层的均匀性提高,稀释率、晶粒度及热输入显著降低,界面元素的扩散得到抑制,因此材料的腐蚀性能显著提高。 展开更多
关键词 激光高速沉积 镍基合金涂层 微观组织 冶金行为 溶质截留 抗腐蚀性能
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压气机叶片激光熔化沉积修复的机器人路径自动规划和试验研究 被引量:1
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作者 梁旭峰 蔡振华 +4 位作者 刘琦 牟梓鑫 曾春年 牛少鹏 邓春明 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第13期119-126,共8页
针对航空发动机TC17高压压气机叶片服役损伤后的修复问题,本文基于工业机器人的激光熔化沉积路径生成策略,提出使用模型布尔运算来分析叶片损伤区域,并在RobotStudio离线编程软件中嵌入二次开发插件分别生成Zigzag轴向扫描、中心线偏移... 针对航空发动机TC17高压压气机叶片服役损伤后的修复问题,本文基于工业机器人的激光熔化沉积路径生成策略,提出使用模型布尔运算来分析叶片损伤区域,并在RobotStudio离线编程软件中嵌入二次开发插件分别生成Zigzag轴向扫描、中心线偏移扫描和边缘螺旋扫描路径。路径的仿真和沉积形貌分析表明,在设定扫描速度5 mm/s、沉积层厚度0.3 mm、搭接率50%时,中心线偏移扫描在95.97%时间内保持速度稳定,折返点处的速度下降幅度更小,同时沉积后表面高度接近0.3 mm,高度波动方差更小,保持了较高的平整度。此外,矩形平板区域的沉积模拟和试验表明,类似Zigzag扫描的连续路径可以显著降低成形表面的残余应力。 展开更多
关键词 压气机叶片 激光熔化沉积技术 工业机器人 模型布尔运算 路径规划
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TC17钛合金激光熔覆熔池实时监测算法研究 被引量:2
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作者 李子帆 蔡振华 +3 位作者 刘琦 牛少鹏 邓春明 于子琳 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期110-117,共8页
航空发动机钛合金压气机叶片工作时,由于长时间高强度服役和异物损伤,叶片会发生变形、凹痕、磨损、裂纹甚至断裂。激光熔覆技术因其热影响区小、沉积性能好、成形精度和自动化程度高,已经成为叶片修复的重要方法之一。熔池几何特征是... 航空发动机钛合金压气机叶片工作时,由于长时间高强度服役和异物损伤,叶片会发生变形、凹痕、磨损、裂纹甚至断裂。激光熔覆技术因其热影响区小、沉积性能好、成形精度和自动化程度高,已经成为叶片修复的重要方法之一。熔池几何特征是影响熔覆质量的关键因素,因此本文针对熔池实时监测,提出了一种基于图像处理的识别测量算法。首先,通过图像掩膜提取ROI区域,再对ROI区域进行伽马变换、阈值二值化实现熔池区域的分割;然后计算轮廓面积特征进行去噪;最后采用AABB包围盒对熔池的几何特征进行提取,实现了熔覆过程中熔池长宽的实时监测。最终通过多参数正交试验,验证算法平均识别误差为0.24 mm。 展开更多
关键词 TC17钛合金 激光熔覆 熔池监视 图像处理 工艺参数
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成形试样形状和尺寸对激光选区熔化成形钛合金残余应力的影响 被引量:1
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作者 张杰 刘川 +3 位作者 胡全栋 刘琦 李怀学 徐建成 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期89-94,共6页
以TC4钛合金粉末为原料,采用激光选区熔化(SLM)方法直接成形直径16 mm的柱状试样,平行段直径7 mm、夹持段直径16 mm的疲劳试样以及厚度分别为10,22 mm的板状试样等4种形状与尺寸的试样,采用轮廓法测试了试样的z向(成形方向)残余应力,分... 以TC4钛合金粉末为原料,采用激光选区熔化(SLM)方法直接成形直径16 mm的柱状试样,平行段直径7 mm、夹持段直径16 mm的疲劳试样以及厚度分别为10,22 mm的板状试样等4种形状与尺寸的试样,采用轮廓法测试了试样的z向(成形方向)残余应力,分析了试样形状和尺寸对残余应力的影响。结果表明:SLM成形试样内部残余应力为压应力,表层为拉应力,残余压应力分布形状与试样切割截面形状类似,分别呈近圆形和近矩形;与22 mm厚板状试样相比,10 mm厚板状试样厚度方向中心线上的内部压应力分布跨度及幅值低,宽度方向中心线上的内部压应力分布跨度不变,压应力峰值降低近1/2。SLM成形试样的内部压应力分布和幅值受试样形状和尺寸的影响较大,归因于不同形状和尺寸试样成形时的拘束度不同。 展开更多
关键词 增材制造 激光选区熔化 残余应力 钛合金 试样形状和尺寸
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激光金属沉积技术研究现状与应用进展 被引量:19
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作者 杨胶溪 柯华 +5 位作者 崔哲 刘琦 李怀学 周正 肖俊恒 张志勇 《航空制造技术》 2020年第10期14-22,共9页
增材制造是融合材料科学、机械自动化及信息技术的先进制造技术,在近30年的发展中,发挥着越来越重要的作用。激光金属沉积(Laser metal deposition,LMD)是基于定向能量沉积(Directed energy deposition,DED)的一种增材制造技术,在近年... 增材制造是融合材料科学、机械自动化及信息技术的先进制造技术,在近30年的发展中,发挥着越来越重要的作用。激光金属沉积(Laser metal deposition,LMD)是基于定向能量沉积(Directed energy deposition,DED)的一种增材制造技术,在近年来受到广泛关注和研究。阐述了LMD技术的基本工作原理及系统组成,重点介绍LMD技术国内外研究进展及应用现状,列举了一些基于LMD的工艺技术开发及装备研发制造,指出了LMD技术在成形效率和成形精度、工艺稳定性及性能一致性等方面的不足。最后,总结了LMD技术未来的5个发展趋势:材料体系集约化、工艺参数系统化、成形过程高效化、设备集成智能化和应用领域广泛化。 展开更多
关键词 增材制造(AM) 定向能量沉积(DED) 激光金属沉积(LMD) 快速成形(RP)
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拼接顺序对双激光选区熔化成形TC4钛合金成形性的影响 被引量:3
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作者 杨圣昆 谢印开 +1 位作者 胡全栋 李怀学 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第5期93-99,共7页
为了提高多激光选区熔化技术在拼接区域的成形质量,研究了不同拼接顺序对双激光选区熔化成形TC4钛合金拼接区域的表面形貌、内部缺陷、拉伸性能等成形性的影响。结果表明,相邻层间条带无相对偏转时,双激光逆序拼接因激光熔化扫描过程中... 为了提高多激光选区熔化技术在拼接区域的成形质量,研究了不同拼接顺序对双激光选区熔化成形TC4钛合金拼接区域的表面形貌、内部缺陷、拉伸性能等成形性的影响。结果表明,相邻层间条带无相对偏转时,双激光逆序拼接因激光熔化扫描过程中粉末的剥蚀效应导致拼接区域表面起伏较大,且易于产生内部缺陷;双激光顺序拼接可大幅消除拼接区域表面起伏,且内部缺陷大幅减少;设置67°相邻层间条带相对偏转角时,双激光顺序拼接试样可避免内部缺陷产生,改善拼接区域表面形貌,显微硬度及抗拉强度则与逆序拼接时基本一致。采用顺序拼接和相邻层间条带相对偏转可改善双激光选区熔化拼接区域的成形质量。 展开更多
关键词 增材制造(AM) 激光选区熔化(SLM) 拼接顺序 双激光拼接 条带扫描 TC4钛合金
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激光选区熔化YSZ陶瓷工艺及内部缺陷研究 被引量:1
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作者 刘琦 郑航 +3 位作者 唐康 巩水利 康楠 廖汉林 《电加工与模具》 2016年第4期35-40,共6页
初步研究了55-113μm的氧化钇稳定氧化锆陶瓷粉末的激光选区熔化制造工艺,分析了其内部缺陷的形态和分布。结果表明:全陶瓷氧化钇稳定氧化锆粉末可被波长1060-1100 nm激光完全熔化,线功率密度需达到140 J/m。在成形水平方向,微裂纹沿... 初步研究了55-113μm的氧化钇稳定氧化锆陶瓷粉末的激光选区熔化制造工艺,分析了其内部缺陷的形态和分布。结果表明:全陶瓷氧化钇稳定氧化锆粉末可被波长1060-1100 nm激光完全熔化,线功率密度需达到140 J/m。在成形水平方向,微裂纹沿着激光扫描轨迹有序分布,成形堆积方向存在连续有序的宏观裂纹,内部缺陷主要为微裂纹和气孔。 展开更多
关键词 激光选区熔化 氧化钇稳定氧化锆 内部缺陷
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