工艺对选择性激光熔化AlSi10Mg合金组织与性能的影响
发布时间：2020-12-30 04:09
选择性激光熔化（SLM）技术是一种近年来迅速发展的增材制造技术。利用计算机构建三维模型,使用激光束来熔化金属粉末,通过材料堆积直接形成高性能的复杂金属零部件。AlSi10Mg合金是应用最广的铸造铝合金之一,广泛的应用在航空航天,汽车发动机等领域。本论文利用选择性激光熔化技术制备AlSi10Mg成形件,研究相对较高的激光功率下的成形工艺及随后的热处理工艺对材料组织和性能的影响,结果表明:成形件的致密度随着扫描速度和扫描间距的增加而降低;为得到高致密度的零件,选用小的扫描间距和层厚,所选择的工艺参数区间:激光功率350 W,激光扫描间距0.060.08 mm,激光扫描速度12001400 mm/s,粉末层厚30μm。SLM制备的AlSi10Mg合金试样的微观组织由细小的等轴状α-Al基体晶粒以及基体晶粒间（α-Al+Si）的共晶组织构成。高能激光作为热源,形成的α-Al基体中固溶了过饱和的Si元素,同时α-Al基体的晶粒尺寸小于1μm。成形件由多道多层熔化而形成,单个熔池和搭接区显微组织中能区分为细晶区（熔池中部）、粗晶区（熔池与熔池交界以及重熔...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
选择性激光熔化流程图
第一章 绪论势就体现了出来，该技术在航空航天领域的应用在国内外都收到了重点的关注。NASA 航天局从德国购买了最新的选择性激光熔化成形设备为航空发动机制造金属零部件，欧洲空客公司采用选择性激光熔化技术将制备的金属零件应用在空客 A35客机上[15]。生物医学上，德国 Fraunhofer 技术研究院联合 Realizer 公司成功的使用 SLM 技术制备出了可替换的钛合金头盖骨、关节窝等移植体，如图 1.2 所示[16]，这些生物移植体一般是多孔以及薄壁零件，如果利用传统方法制造是根本无法完成的。而利用选择性激光熔化技术可以快速地制造此类比较复杂的零件。Zhang LC 等人[17]也利用选择性激光熔化技术制备得到了钛合金的膝关节连结件，无需后处理，致密度可达 99以上。重庆大学的周志强等[18]使用 TC4 材料采用选择性激光熔化技术来制备多孔材料，改善了 TC4 材料在临床医学上表现出的“应力屏蔽”现象。a b
图 1.3Al-Si 合金的二元相图[33]Fig 1.3 Eutectic region of an Al-Si phase diagram[33]能是由合金中 Si 的大小和分布来决定，传冷却速度缓慢导致合金中 Si 是以板状或者基体割裂，而且还会导致合金的机械性能下发现改善 Al-Si 合金的机械性能变质处理是添加能够抑制 Si 的长大或者改变 Si 的生长从而得到晶粒细小的组织。当前惯用的变质因为 Na 本身与 Al 是互不相溶的，这样在合具有薄膜状的 NaSi。NaSi 的形成会减慢 SSi 的形核速度就会慢下来，而 Al 形核的速制[38]。Sr 作为变质剂时，它的加入量和加且对 Si 的组织形貌产生一定影响[39]。虽然使合金的晶粒细化，但是这些元素的加入一于环境来说也是一个负担，另一方面变质剂
【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理对选区激光熔化成形AlSi10Mg合金显微组织及力学性能的影响[J]. 余开斌,刘允中,杨长毅. 粉末冶金材料科学与工程. 2018(03)
[2]SLM激光快速成型Al-Si合金组织及力学性能分析[J]. 康梦瑶,白培康,刘斌. 热加工工艺. 2018(02)
[3]AlSi10Mg的激光选区熔化成形研究[J]. 张文奇,朱海红,胡志恒,曾晓雁. 金属学报. 2017(08)
[4]选择性激光熔化AlSi10Mg合金组织形貌及其拉伸性能[J]. 王学才,卢云,何仲云,袁广辰. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]选择性激光熔化技术研究现状及发展趋势[J]. 杨佳,郭洪钢,谭建波. 河北工业科技. 2017(04)
[6]选择性激光快速熔化TC4合金成形工艺及性能[J]. 李学伟,孙福久,刘锦辉,周长海,田宏. 黑龙江科技大学学报. 2016(05)
[7]选区激光熔化成形Al-Si合金及其裂纹形成机制研究[J]. 王梦瑶,朱海红,祁婷,张虎,曾晓雁. 激光技术. 2016(02)
[8]金属零件3D打印技术的应用研究[J]. 曾光,韩志宇,梁书锦,张鹏,陈小林,张平祥. 中国材料进展. 2014(06)
[9]国内3D打印产业发展综合态势研究[J]. 孙智强. 江苏科技信息. 2014(08)
[10]3D打印材料的发展现状[J]. 杜宇雷,孙菲菲,原光,翟世先,翟海平. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2014(01)
博士论文
[1]Al-Si合金的选择性激光熔化工艺参数与性能研究[D]. 王小军.中国地质大学（北京） 2014
[2]选择性激光熔化成形金属零件性能研究[D]. 王黎.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]选择性激光熔化成形TC4材料生物应用性研究[D]. 周志强.重庆大学 2015
[2]Ti合金选择性激光熔化成型关键技术的研究[D]. 张晓博.陕西科技大学 2015
[3]选区激光成形用18Ni-300粉末特性及成形件组织结构的研究[D]. 康凯.重庆大学 2014
本文编号：2946961
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
选择性激光熔化流程图
第一章 绪论势就体现了出来，该技术在航空航天领域的应用在国内外都收到了重点的关注。NASA 航天局从德国购买了最新的选择性激光熔化成形设备为航空发动机制造金属零部件，欧洲空客公司采用选择性激光熔化技术将制备的金属零件应用在空客 A35客机上[15]。生物医学上，德国 Fraunhofer 技术研究院联合 Realizer 公司成功的使用 SLM 技术制备出了可替换的钛合金头盖骨、关节窝等移植体，如图 1.2 所示[16]，这些生物移植体一般是多孔以及薄壁零件，如果利用传统方法制造是根本无法完成的。而利用选择性激光熔化技术可以快速地制造此类比较复杂的零件。Zhang LC 等人[17]也利用选择性激光熔化技术制备得到了钛合金的膝关节连结件，无需后处理，致密度可达 99以上。重庆大学的周志强等[18]使用 TC4 材料采用选择性激光熔化技术来制备多孔材料，改善了 TC4 材料在临床医学上表现出的“应力屏蔽”现象。a b
图 1.3Al-Si 合金的二元相图[33]Fig 1.3 Eutectic region of an Al-Si phase diagram[33]能是由合金中 Si 的大小和分布来决定，传冷却速度缓慢导致合金中 Si 是以板状或者基体割裂，而且还会导致合金的机械性能下发现改善 Al-Si 合金的机械性能变质处理是添加能够抑制 Si 的长大或者改变 Si 的生长从而得到晶粒细小的组织。当前惯用的变质因为 Na 本身与 Al 是互不相溶的，这样在合具有薄膜状的 NaSi。NaSi 的形成会减慢 SSi 的形核速度就会慢下来，而 Al 形核的速制[38]。Sr 作为变质剂时，它的加入量和加且对 Si 的组织形貌产生一定影响[39]。虽然使合金的晶粒细化，但是这些元素的加入一于环境来说也是一个负担，另一方面变质剂
【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理对选区激光熔化成形AlSi10Mg合金显微组织及力学性能的影响[J]. 余开斌,刘允中,杨长毅. 粉末冶金材料科学与工程. 2018(03)
[2]SLM激光快速成型Al-Si合金组织及力学性能分析[J]. 康梦瑶,白培康,刘斌. 热加工工艺. 2018(02)
[3]AlSi10Mg的激光选区熔化成形研究[J]. 张文奇,朱海红,胡志恒,曾晓雁. 金属学报. 2017(08)
[4]选择性激光熔化AlSi10Mg合金组织形貌及其拉伸性能[J]. 王学才,卢云,何仲云,袁广辰. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]选择性激光熔化技术研究现状及发展趋势[J]. 杨佳,郭洪钢,谭建波. 河北工业科技. 2017(04)
[6]选择性激光快速熔化TC4合金成形工艺及性能[J]. 李学伟,孙福久,刘锦辉,周长海,田宏. 黑龙江科技大学学报. 2016(05)
[7]选区激光熔化成形Al-Si合金及其裂纹形成机制研究[J]. 王梦瑶,朱海红,祁婷,张虎,曾晓雁. 激光技术. 2016(02)
[8]金属零件3D打印技术的应用研究[J]. 曾光,韩志宇,梁书锦,张鹏,陈小林,张平祥. 中国材料进展. 2014(06)
[9]国内3D打印产业发展综合态势研究[J]. 孙智强. 江苏科技信息. 2014(08)
[10]3D打印材料的发展现状[J]. 杜宇雷,孙菲菲,原光,翟世先,翟海平. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2014(01)
博士论文
[1]Al-Si合金的选择性激光熔化工艺参数与性能研究[D]. 王小军.中国地质大学（北京） 2014
[2]选择性激光熔化成形金属零件性能研究[D]. 王黎.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]选择性激光熔化成形TC4材料生物应用性研究[D]. 周志强.重庆大学 2015
[2]Ti合金选择性激光熔化成型关键技术的研究[D]. 张晓博.陕西科技大学 2015
[3]选区激光成形用18Ni-300粉末特性及成形件组织结构的研究[D]. 康凯.重庆大学 2014
本文编号：2946961
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