激光增材修复TA15技术研究

发布时间：2024-04-10 20:52

　　激光沉积制造技术(Laser Deposition Manufacturing,LDM)是近些年来新兴发展起来的一种材料成形制备工艺。它成功解决了钛合金加工难,浪费材料等诸多难题,已经成为钛合金的一种重要加工方式。但零件在激光沉积制造与服役过程中,可能产生缺陷导致失效,造成经济损失。激光沉积修复技术(Laser Deposition Repairing,LDR)是结合了激光熔覆与激光立体成形两种工艺优势的新型修复方式,可有效解决传统修复方式的弊端,解决零件在生产和使用过程中产生的质量问题。本文采用激光沉积修复技术(LDR)对TA15钛合金激光沉积件(LDM)的内部损伤进行修复。首先对显微组织观察研究,发现修复后试样整体显微组织均为网篮组织,与修复前组织类型相同,但由于母材区与修复区热处理制度不同,导致母材区组织尺寸相比修复区更为粗大,由两区之间的热影响区由大到小逐渐过渡。其次对修复试样的拉伸性能进行了研究,研究发现修复后拉伸试样均断裂在强度相对较差的母材处,所以抗拉强度与原试样相比变化不大,通过拉伸断口可以发现断裂方式均为韧性断裂;通过不同角度取样方式来对比分析修复试样的拉伸性能可以发...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图7基于分区扫描成形的激光增材制造工艺（a）、（b）分区扫描轨迹规划；（c）增材制造毛坯

沈阳航空航天大学提出基于分区扫描成形的激光增材制造工艺方法（图7）。通过反馈沉积层面温度分布，动态规划激光扫描轨迹，显著减小沉积过程温度梯度，降低热应力、约束应力和晶格储存能，离散成形过程的残余应力，有效地控制了沉积过程零件的变形和开裂。有研工程技术研究院有限公司开展了钛合金整体....

图1.1β-Ti(体心立方结构)与α-Ti(密排六方结构)晶体结构示意图

α钛为密排六方结构、β钛为体心立方结构(如图1.1)。在882℃以下时，以α钛的形式存在，当温度达到882℃以上时，以β钛形式存在[4]。利用上述两种结构的不同特点，可以加入适当如Al、Sn、Ca、B、Cr等合金化元素，改变其相变温度，以获取不同种类的钛合金。不同的合金化....

图1.2二元钛合金相图的主要类型

沈阳航空航天大学硕士学位论文变温度和强化能力不同，又可分为α相稳定元素、β相稳定元素和中性元素。最典型的α相稳定元素为Al元素，可以延长α相相变温度的范围，使钛合金同时存在α+β两相区，β相稳定元素又有β共析型和β同晶型两种，中性元素如Sn与Zr等不改变相变温度，只对....

图1.3激光沉积过程示意图

图1.3激光沉积过程示意图以“离散+堆积”的成形思想为基础，首先在计算机中设计出待型，然后根据激光增材设备的要求将三维模型转换为STL文分层，根据每一层的信息来规划扫描路径，最后在数控系统的径内扫描零件的各个区域，同时将金属粉末送入熔池进行熔化长出一层致密的金属层，当一层....

本文编号：3950348