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

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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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增材制造Co-Cr-W合金修复QT400-18球墨铸铁发动机机体的抗穴蚀性能研究 被引量：1

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作者 肖宇枫 魏翔宇 +2 位作者 张峰 高俊杰 孙兵兵 《热加工工艺》 北大核心 2024年第20期110-115,122,共7页

为提高球墨铸铁发动机机体的表面性能,解决使用过程中空泡溃灭产生的穴蚀问题,分别采用激光熔覆和氩弧焊在QT400-18球墨铸铁表面进行Co-Cr-W钴基合金层的增材修复,并对熔覆层和堆焊层试样的组织、硬度、室温拉伸性能、抗穴蚀性能进行分... 为提高球墨铸铁发动机机体的表面性能,解决使用过程中空泡溃灭产生的穴蚀问题,分别采用激光熔覆和氩弧焊在QT400-18球墨铸铁表面进行Co-Cr-W钴基合金层的增材修复,并对熔覆层和堆焊层试样的组织、硬度、室温拉伸性能、抗穴蚀性能进行分析。结果表明:修复层主要为细小的、交错生长的柱状晶和树枝晶,激光熔覆层的组织比氩弧焊层组织更细密,硬度更高;这两种修复层试样的抗拉强度和基体接近,但塑性下降;经8 h穴蚀后,QT400-18基体损伤严重,激光熔覆试样和氩弧焊试样的表面较光滑,其抗穴蚀性能明显提高,激光熔覆试样和氩弧焊试样的失重相比球墨铸铁基体分别降低95.32%、93.58%。 展开更多

关键词 钴基合金 QT400-18 穴蚀 激光熔覆 氩弧焊

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正交实验设计法优化大气等离子喷涂氧化铝涂层工艺参数

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作者 宋厚生 孔令杰 +6 位作者 张伟平 张峰 王泽鑫 陈靓瑜 章君 Dobuvyy Oleksand 芦笙 《表面技术》 北大核心 2025年第7期235-246,259,共13页

目的研究大气等离子喷涂工艺参数对氧化铝涂层性能的影响,并探讨其影响机制,以获得一组优化的喷涂工艺参数。方法使用大气等离子喷涂技术在GCr15轴承钢表面制备镍-铝黏接层和氧化铝工作层,采用正交实验设计方法,改变喷涂工艺参数中的电... 目的研究大气等离子喷涂工艺参数对氧化铝涂层性能的影响,并探讨其影响机制,以获得一组优化的喷涂工艺参数。方法使用大气等离子喷涂技术在GCr15轴承钢表面制备镍-铝黏接层和氧化铝工作层,采用正交实验设计方法,改变喷涂工艺参数中的电流、氩气流量、喷涂距离和预热道次,使用热电偶测量喷涂过程中涂层和基体的温度,并对所制备涂层的物相组成、微观结构、硬度、结合强度进行表征。结果涂层的温度主要受到电流和氩气流量的影响。在喷涂后期,涂层的温度趋于稳定,预热道次对涂层的平衡温度无显著影响。涂层主要由α-Al_(2)O_(3)、γ-Al_(2)O_(3)组成,涂层中的γ-Al_(2)O_(3)含量与电流、氩气流量呈正相关。较高的电流、较低的氩气流量及较近的喷涂距离可以提高涂层的沉积效率,但过高的电流和氩气流量会增大涂层的孔隙率。涂层的硬度与γ-Al_(2)O_(3)含量、涂层温度呈正相关。结论综合考虑了涂层的孔隙率、平均硬度和结合强度,确定了一组最佳工艺参数,电流为650 A,氩气流量为30 L/min,喷涂距离为120 mm,预热2道次。 展开更多

关键词 大气等离子喷涂技术 氧化铝陶瓷涂层 涂层性能优化 正交实验设计

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3D打印钛合金缺口件局部循环塑性行为研究

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作者 刘欢 徐英东 +8 位作者 李建 赵询 刘德普 王志强 周莹超 房立家 陈沛 刘庆 沈程骏 《机械强度》 北大核心 2025年第6期141-151,共11页

为了研究3D打印钛合金缺口件局部循环塑性行为,首先,通过有限元法对缺口附近局部应力与应变场进行详细的分析,深入了解应力和应变场的演变,分析成型方向对结果的影响;其次,开展试验研究并针对成型方向对结果的影响进行分析。结果表明,... 为了研究3D打印钛合金缺口件局部循环塑性行为,首先,通过有限元法对缺口附近局部应力与应变场进行详细的分析,深入了解应力和应变场的演变,分析成型方向对结果的影响;其次,开展试验研究并针对成型方向对结果的影响进行分析。结果表明,缺口根部发生棘轮变形,L3方向的棘轮应变率最大,L1方向的棘轮应变率最小。成型方向对应力三轴度影响并不太明显,并且不同成型方向的弹性应变能几乎没有差别,但成型方向对塑性应变能影响很大。随着循环次数的增加,不同缺口半径的塑性应变能结果差别也越来越大。 展开更多

关键词 缺口 棘轮变形 应力三轴度 应变能 3D打印 成型方向

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热处理消除激光选区熔化GH4169高温合金微观组织及高温拉伸性能各向异性

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作者 赵海生 房立家 +1 位作者 刘欢 窦开沁 《材料工程》 北大核心 2025年第3期54-62,共9页

激光选区熔化GH4169高温合金具有明显的定向柱状枝晶凝固组织,会引起严重的力学性能各向异性,增加服役风险。本工作以激光选区熔化(SLM)技术制备的GH4169高温合金为研究对象,设计两种不同的热处理制度:热等静压+标准固溶+双时效和热等静... 激光选区熔化GH4169高温合金具有明显的定向柱状枝晶凝固组织,会引起严重的力学性能各向异性,增加服役风险。本工作以激光选区熔化(SLM)技术制备的GH4169高温合金为研究对象,设计两种不同的热处理制度:热等静压+标准固溶+双时效和热等静压+均匀化热处理+标准固溶+双时效对所制备合金进行后热处理,探究两种热处理制度对激光选区熔化GH4169高温合金微观组织及高温拉伸性能各向异性的影响。结果表明:均匀化热处理消除了Laves相,沉积态GH4169合金的柱状晶组织向等轴晶组织转变。高温拉伸结果显示,未经均匀化处理GH4169合金横向与纵向的高温抗拉强度比和塑性比分别为1.10(1145/1040)和0.83(10.2/12.2),均匀化热处理态GH4169合金横向与纵向的高温抗拉强度比和塑性比分别为1.00(1041/1038)和1.00(8.6/8.6)。激光选区熔化GH4169合金微观组织与力学性能各向异性被消除。 展开更多

关键词 激光选区熔化 GH4169高温合金 均匀化热处理 各向异性 微观组织 高温拉伸性能

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氟离子清洗对Ni3Al基高温合金IC10表面状态及性能的影响

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作者 周子正 赵海生 +1 位作者 高俊杰 孙兵兵 《材料工程》 北大核心 2025年第8期140-146,共7页

针对涡轮叶片服役后缺陷表面氧化膜影响真空钎焊修复质量的问题,对IC10合金进行氟离子清洗,分析氟离子清洗对合金表面氧化膜去除效果、表层元素变化及高温持久性能的影响。结果表明:氟离子清洗不受表面形貌的影响,可较为均匀地去除各区... 针对涡轮叶片服役后缺陷表面氧化膜影响真空钎焊修复质量的问题,对IC10合金进行氟离子清洗,分析氟离子清洗对合金表面氧化膜去除效果、表层元素变化及高温持久性能的影响。结果表明:氟离子清洗不受表面形貌的影响,可较为均匀地去除各区域的氧化膜,随着清洗的增强,IC10合金表面的除氧率先增加,然后在900℃/4 h后迅速达到较为稳定的状态,并最终维持在90%左右,而在清洗规范均能基本清除氧化膜的前提下,基体厚度的减薄量仅取决于初始氧化膜的厚度。氟离子清洗后,合金表层的元素含量发生改变,其中Ni元素表现为单调贫化,而Cr元素则出现富集,并在氟离子清洗规范较强时在合金近表面区域保持近似相同的含量,元素变化层厚度与清洗强度呈正相关。在氟离子清洗过程中,IC10合金发生时效,合金的高温持久性能先提高后降低,在1000℃/4 h清洗后达到146.08 h。通过合适的氟离子清洗,可有效去除IC10叶片上的复杂氧化膜,保证钎料在各类缺陷上的润湿铺展。 展开更多

关键词 IC10合金 氟离子清洗 表面状态 氧化膜 叶片修复

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热等静压对激光选区熔化成形GH4169合金组织与高温性能的影响 被引量：5

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作者 赵海生 房立家 +1 位作者 刘欢 窦开沁 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-92,共9页

GH4169合金通常于高温环境下服役,增材制造的GH4169合金高温性能往往低于锻件标准,影响其服役安全性,有必要通过热处理手段提高其安全性。采用激光选区熔化技术(SLM)制备GH4169合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能... GH4169合金通常于高温环境下服役,增材制造的GH4169合金高温性能往往低于锻件标准,影响其服役安全性,有必要通过热处理手段提高其安全性。采用激光选区熔化技术(SLM)制备GH4169合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等表征手段,探究热等静压热处理工艺对SLM成形GH4169合金微观组织、高温拉伸性能和高温持久性能的影响。结果表明:与常规热处理工艺相比,经过热等静压处理后的GH4169合金晶粒为等轴晶,气孔基本消失,Laves相基本消失,短棒状δ相在晶界处更加连续,颗粒状γ''相在晶粒内部大量析出,晶粒得到明显细化。热等静压处理后GH4169合金在扫描方向与沉积方向上的650℃抗拉强度分别为1053 MPa和1051 MPa,断后伸长率分别为8.6%和8.5%;高温持久时间分别为1620 min和2065 min,高温持久时间分别提升了90倍和30倍。高温抗拉强度和高温持久时间均高于锻件的性能指标,断后伸长率尚未超过锻件标准。 展开更多

关键词 激光选区熔化成形 GH4169 热等静压 组织演变 高温性能

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热处理对超高速激光熔覆制备TiC/IN625涂层组织与耐腐蚀性的影响 被引量：1

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作者 赵海生 张峰 +2 位作者 葛通 庞义斌 周子正 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期93-102,共10页

采用EHLA技术在45钢基材上制备TiC/IN625纳米复合涂层。分析不同热处理温度(800,1000℃和1200℃)对TiC/IN625涂层微观组织、表面形貌、残余应力和耐腐蚀性的影响。结果表明:随着热处理温度的提升,涂层偏析现象得到缓解。较HT0和HT800涂... 采用EHLA技术在45钢基材上制备TiC/IN625纳米复合涂层。分析不同热处理温度(800,1000℃和1200℃)对TiC/IN625涂层微观组织、表面形貌、残余应力和耐腐蚀性的影响。结果表明:随着热处理温度的提升,涂层偏析现象得到缓解。较HT0和HT800涂层,HT1000涂层中的Ti元素分布更加均匀。HT0涂层中的部分Laves相在HT1000涂层中开始溶解,释放出Nb元素,与C元素和Ti元素重新结合生成MC(M=Nb,Ti)碳化物。HT1200涂层表面微观组织中大尺寸的碳化物溶解,Ti元素和Ni等其他元素分布更加均匀,并向枝晶间区域扩散。HT0涂层表面残余应力主要表现为残余拉应力,其最大值为362 MPa。电化学腐蚀实验表明,开路电位由HT0涂层的-0.139 V提高到HT1200涂层的-0.132 V。HT800,HT1000,HT1200涂层的电荷转移电阻(R_(ct))比HT0涂层更大,相较于HT0涂层的4.785×10^(5)Ω·cm^(2)分别提高了46.2%,31.2%和64.3%。 展开更多

关键词 超高速激光熔覆 TiC/IN625涂层 残余应力 耐腐蚀性

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激光选区熔化成形大尺寸薄壁件变形控制仿真与试验研究

9

作者 张珞 刘明明 +2 位作者 陈锐敏 但鹏 郭楠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1653-1658,1709,共7页

采用Simufact Additive软件对典型大尺寸薄壁件——排气管进行了增材制造过程工艺仿真分析。结果显示,无约束下的排气管零件在激光选区熔化(SLM)成形后具有较高的残余应力,并存在较大变形;后处理释放了零件残余应力,但零件整体形变量进... 采用Simufact Additive软件对典型大尺寸薄壁件——排气管进行了增材制造过程工艺仿真分析。结果显示,无约束下的排气管零件在激光选区熔化(SLM)成形后具有较高的残余应力,并存在较大变形;后处理释放了零件残余应力,但零件整体形变量进一步增至3.5 mm,最大形变量高达9 mm。通过引入具有高比强度、高比刚度的晶格结构作为控形辅助结构,设计了一种既具有足够抵抗变形能力又能够后处理去除的晶格工艺方案:单元格类型为QuadDiametral,杆径1.3 mm,杆长19 mm,晶格区域宽度约60 mm。晶格约束下的排气管零件SLM成形试验结果与数值模拟结果相当吻合,三维扫描云图结果显示,零件整体变形量在1 mm左右,最大变形量不超过2.5 mm,满足零件的使用要求。上述结果验证了晶格结构用于SLM成形大尺寸薄壁件变形控制的有效性。 展开更多

关键词 增材制造 激光选区熔化 大尺寸薄壁件 仿真分析 变形控制 晶格结构

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钴基焊丝氩弧焊K438合金接头组织与性能研究

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作者 王艳 庞义斌 +3 位作者 黄兆亮 王红顺 张峰 张继华 《热加工工艺》 北大核心 2024年第19期35-38,43,共5页

针对某型燃气轮机动力涡轮转子叶片的磨损修复要求,采用与K438铸造镍基高温合金热物理性质匹配、相容性良好的钴基焊丝为堆焊材料,开展氩弧焊工艺研究,通过改变预热温度、堆焊轨迹来探究解决高Al、Ti高温合金熔焊时开裂的新方法。研究表... 针对某型燃气轮机动力涡轮转子叶片的磨损修复要求,采用与K438铸造镍基高温合金热物理性质匹配、相容性良好的钴基焊丝为堆焊材料,开展氩弧焊工艺研究,通过改变预热温度、堆焊轨迹来探究解决高Al、Ti高温合金熔焊时开裂的新方法。研究表明,预热与垂直于焊接方向前后摆动组合的工艺可制备无裂纹的对接接头。制备的无裂纹接头表面成形良好,堆焊区与基材冶金结合良好,钴基基体组织上弥散分布着富Cr的条状M_(2)3C_(6)、花瓣状的W元素固溶强化产物、富Cr的异形M_(6)C等形态各异的相。此外,接头热影响区出现了硬化现象,硬度最高值可达462 HV0.5,堆焊区硬度约263 HV0.5,接头平均抗拉强度472 MPa,为母材的53%。 展开更多

关键词 钨极氩弧焊 K438高温合金 组织 力学性能

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激光选区熔化镍基高温合金GH4169的成形工艺与显微组织研究 被引量：12

11

作者 孙兵兵 房立家 张学军 《热加工工艺》 北大核心 2019年第12期93-98,共6页

开展了基于激光选区熔化技术对镍基高温合金GH4169成形工艺的研究。研究了激光扫描速度和激光功率对成形试样组织的影响,及激光加工工艺参数对试样显微组织、致密化行为的影响。结果表明:当激光扫描速度一定,激光功率较低时,熔池的球化... 开展了基于激光选区熔化技术对镍基高温合金GH4169成形工艺的研究。研究了激光扫描速度和激光功率对成形试样组织的影响,及激光加工工艺参数对试样显微组织、致密化行为的影响。结果表明:当激光扫描速度一定,激光功率较低时,熔池的球化效应明显,材料内部形成较多孔洞,致密度较低;随着激光功率的提高,熔池内金属溶液表面张力减小,球化效应明显减弱,致密度随之提高。当激光功率一定,扫描速度较低时,金属溶液补缩能力强,材料组织致密,仅存在少量气孔;随着扫描速度的提高,熔池变窄变浅,相邻熔道及层间材料缺陷明显增多。当激光束能量密度较高时,粉末吸收能量较多,熔池温度高,凝固速率低,易形成粗大的柱状晶。在优化工艺参数下(激光功率335 W、激光扫描速率680 mm/s),成形体的致密度最高(98.7%)。 展开更多

关键词 激光选区熔化 显微组织 镍基高温合金 致密度 激光成形

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激光选区熔化AlSi7MgTi合金显微组织与性能 被引量：4

12

作者 唐鹏钧 房立家 +3 位作者 杨斌 陈冰清 李沛勇 张学军 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期116-123,共8页

采用超音速气体雾化设备制备AlSi7MgTi合金粉末,利用激光选区熔化技术将其制成试块,并进行T6热处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪和拉伸实验研究成形态与T6态合金的显微组织、相组成、残余应力和力学性能... 采用超音速气体雾化设备制备AlSi7MgTi合金粉末,利用激光选区熔化技术将其制成试块,并进行T6热处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪和拉伸实验研究成形态与T6态合金的显微组织、相组成、残余应力和力学性能。结果表明:成形态合金由过饱和α(Al)固溶体和Si相组成,组织形貌呈现出“鱼鳞状”熔池逐层堆叠和相互交织的特征,并表现出明显的各向异性。此外,Si相以网状共晶硅的形式存在,由块状和纤维状的共晶硅相互连接而成。熔池边界附近的共晶硅相对粗大,熔池内部的则较为细小。T6热处理促使合金中Si相析出,导致共晶硅发生Ostwald粗化,基本消除了熔池形貌和网状共晶硅组织,并使残余应力显著降低。成形态合金的抗拉强度与屈服强度分别达到420~430 MPa和280~300 MPa,伸长率为5.1%~11.0%;T6热处理后合金的抗拉强度降至360 MPa左右,屈服强度与成形态相当,伸长率提升至15.2%~16.5%。 展开更多

关键词 激光选区熔化 AlSi7MgTi合金 T6热处理 显微组织 力学性能

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30CrMnSiA高强钢拉杆激光熔覆修复 被引量：2

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作者 刘伟 闫泰起 +3 位作者 孙兵兵 陈冰清 张峰 庞义斌 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期12-20,共9页

针对飞机用30CrMnSiA高强钢拉杆的修复需求,以气雾化30CrMnSiA钢合金粉末为熔覆材料,开展激光熔覆工艺研究及拉杆修复。对比不同工艺参数对成形质量的影响,研究最优工艺下焊接接头熔覆区的组织、力学性能以及熔覆层的耐磨损性能,并采用... 针对飞机用30CrMnSiA高强钢拉杆的修复需求,以气雾化30CrMnSiA钢合金粉末为熔覆材料,开展激光熔覆工艺研究及拉杆修复。对比不同工艺参数对成形质量的影响,研究最优工艺下焊接接头熔覆区的组织、力学性能以及熔覆层的耐磨损性能,并采用最优工艺对拉杆受损伤部位进行修复及尺寸测量。结果表明:采用最优激光熔覆工艺,可获得与基体冶金结合良好、组织致密的熔覆层,熔覆层由呈柱状或蜂窝状的铁素体及周边的马氏体组成;接头熔覆区的显微硬度在475HV左右,高于基体约36%;熔覆接头平均抗拉强度相比母材增加约9%;耐磨性实验中,激光熔覆试样与30CrMnSiA钢锻件相比磨痕深度减小27.7%,磨痕宽度也减小35.2%,具有更好的耐磨损性能。采用最优激光熔覆工艺获得了熔覆质量良好、尺寸符合要求且基本无热变形的修复拉杆。 展开更多

关键词 激光技术 激光熔覆 30CrMnSiA 微观组织 力学性能 尺寸测量

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人工时效对激光选区熔化AlMg_(4.5)Sc_(0.55)Mn_(0.5)Zr_(0.2)合金显微组织和力学性能的影响 被引量：2

14

作者 唐鹏钧 房立家 +2 位作者 王兴元 李沛勇 张学军 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期84-93,共10页

采用激光选区熔化制备AlMg_(4.5)Sc_(0.55)Mn_(0.5)Zr_(0.2)合金,研究人工时效工艺参数对合金维氏硬度的影响规律,分析沉积态和优选时效态合金的室温拉伸性能和显微组织。结果表明:人工时效使该合金的维氏硬度由102HV提升至140HV以上。... 采用激光选区熔化制备AlMg_(4.5)Sc_(0.55)Mn_(0.5)Zr_(0.2)合金,研究人工时效工艺参数对合金维氏硬度的影响规律,分析沉积态和优选时效态合金的室温拉伸性能和显微组织。结果表明:人工时效使该合金的维氏硬度由102HV提升至140HV以上。随着时效温度升高(305~335℃)或时效时间延长(1.5~48 h),维氏硬度呈现先增加、再降低、最后逐渐趋于稳定的规律。在315℃时效3 h或12 h后,合金的室温拉伸性能基本相当,无明显的各向异性;抗拉强度和屈服强度分别达到470 MPa和410 MPa,断后伸长率保持在15.0%。力学性能的提升得益于人工时效过程中弥散析出且与基体共格的纳米增强颗粒Al_(3)(Sc,Zr)。 展开更多

关键词 激光选区熔化 AlMg_(4.5)Sc_(0.55)Mn_(0.5)Zr_(0.2)合金 人工时效 显微组织 力学性能

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激光选区熔化0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的成形工艺及显微组织研究 被引量：1

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作者 黄帅 马宇超 +3 位作者 郭绍庆 周标 董春雨 张学军 《热加工工艺》 北大核心 2020年第16期78-81,共4页

通过激光选区熔化技术制备了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢试样,研究了激光扫描速度和激光功率对成形试样致密度及微观组织的影响。结果表明:0Cr16Ni5Mo1粉末SLM优化工艺参数组合为激光功率214 W、扫描速度728 mm/s,试样的致密度最高。在较... 通过激光选区熔化技术制备了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢试样,研究了激光扫描速度和激光功率对成形试样致密度及微观组织的影响。结果表明:0Cr16Ni5Mo1粉末SLM优化工艺参数组合为激光功率214 W、扫描速度728 mm/s,试样的致密度最高。在较优工艺参数下,试样组织内部为板条状马氏体;工艺参数不合理时,试样内部δ铁素体较多。 展开更多

关键词 激光选区熔化 0Cr16Ni5Mo1 组织特征

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热处理工艺对激光熔覆Ti-10V-2Al-3Fe合金粉末修复Ti-6Al-4V合金组织和性能的影响

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作者 黄兆亮 魏翔宇 +4 位作者 王红顺 王艳 张峰 高俊杰 刘保侠 《机械工程材料》 2025年第9期83-89,共7页

采用激光熔覆Ti-10V-2Al-3Fe合金粉末的方法对轧制态Ti-6Al-4V合金表面进行修复,分别进行650℃×2 h退火和750℃×2 h固溶+510℃×8 h时效处理,研究了热处理工艺对试样不同区域显微组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明:... 采用激光熔覆Ti-10V-2Al-3Fe合金粉末的方法对轧制态Ti-6Al-4V合金表面进行修复,分别进行650℃×2 h退火和750℃×2 h固溶+510℃×8 h时效处理,研究了热处理工艺对试样不同区域显微组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明:沉积态激光熔覆层组织由原始柱状β晶粒以及β晶粒内部的网篮状α相组成,热影响区组织为过饱和针状马氏体;退火后熔覆层的部分网篮组织长大,部分层片状α相转化为等轴α相,热影响区中马氏体减少,形成弥散的(α+β)相,原始组织为片状α相延伸晶粒和β晶界的基体中出现α等轴晶;与退火态相比,固溶时效态激光熔覆层部分网篮组织进一步长大,更多层片状α相转化为等轴α相,热影响区中马氏体进一步减少,基体中出现更多α等轴晶。退火和固溶时效处理降低了激光熔覆层的硬度,对基体和热影响区的总体硬度影响不大。退火处理后基体和激光熔覆层的抗拉强度和屈服强度降低,断后伸长率提高;固溶时效处理使得基体强度降低,断后伸长率提高,使得激光熔覆层强度和断后伸长率同步提高。经750℃×2 h固溶和500℃×8 h时效处理后试样的综合力学性能最好,基体和激光熔覆层的硬度分别为349,373 HV,抗拉强度分别为888,1003 MPa,断后伸长率分别为22.1%和20.9%。 展开更多

关键词 激光熔覆 Ti-10V-2Al-3Fe合金熔覆层 热处理 Ti-6Al-4V合金 显微组织 拉伸性能

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