激光快速成形法制备Ni/TiC功能梯度材料的结构设计及优化

发布时间：2021-01-14 12:10

　　功能梯度材料（FGM）是以计算机辅助设计材料为基础，采用先进的材料复合手段，使构成材料的要素（组成和结构）沿梯度方向由一侧向另一侧呈连续变化，从而使材料的功能和性质也呈梯度变化的一种可设计新型材料。Ni/TiC复合材料具有高比强、耐高温和耐腐蚀等优异性能，已成为高温结构材料的研究热点。本文希望充分利用激光快速成形技术优越的加工制造特点以及TiC耐高温耐腐蚀和Ni承载能力强的优点，设计一个加工过程中残余热应力最缓和的Ni/TiC功能梯度材料，使其一侧具有金属Ni的特性，另一侧具有TiC的特性，两者之间是成分、结构和性能都呈梯度连续变化的过渡区，最终制得的材料能具有良好的断裂韧性、较高的强度和热应力缓和特性，以期在高温结构材料、新型刀具、汽车发动机等方面得到应用。本文根据梯度材料的实际制备与使用条件，提出梯度材料的目标性能要求，结合构成材料的组成分布，通过模拟计算激光直接成形制备Ni/TiC时的残余热应力，对功能梯度材料的组成和结构进行最优设计。根据对DLF制备FGM冷却后的残余热应力进行数值模拟及计算，确定了使Ni/TiC系FGM热应力得到最大程度缓和的梯度成分分布指数、层厚及层数等关键... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激光熔覆成形原理图

零件任意部位获得所需成分和性能，制造功能梯度材料，使不同部位具有不同的耐磨、耐蚀、抗疲劳等性能，这也是传统制造无法实现的[12,13]，图1.3 为 Sandia 国家实验室及加拿大国家研究委员会利用 LCF 技术制造的梯度零件[14]。

图1.3 为 Sandia 国家实验室及加拿大国家研究委员会利用 LCF 技术制造的梯度零件[14]。（a）H13 剪切模 （b）具有冷却管道的注塑模 （c）具有铜冷却块的注射模图 1.2 激光熔覆成形剪切板模和注塑模

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2976836