选区激光熔化Al基复合材料的组织与性能

发布时间：2023-03-28 11:02

　　铝基复合材料兼备铝合金与陶瓷增强颗粒的优良特性,由于其具有质量轻、比强度高、比模量高、热膨胀系数小,且耐高温、抗疲劳磨损等优点被广泛应用。但传统的制备工艺存在诸多问题,例如陶瓷增强颗粒难以均匀分布于基体、增强颗粒与金属基体的界面很难浸润,界面结合状况不理想。选区激光熔化技术是一种基于分层制造、层层堆叠的激光制造技术,它不受零件几何形状的限制,可加工出任何复杂形状的零件,无需传统加工使用的夹具、模具等。加工时所用激光器产生的高能量激光束可加工各种高硬度、高熔点合金和陶瓷材料,其具备极大的温度梯度、冷却速率,使得试样组织均匀细小,提升试样的力学性能。本文利用选区激光熔化技术制备铝基复合材料,通过混料机混合AlSi10Mg和纳米级WC颗粒制备WC/AlSi10Mg复合粉体,利用SLM技术成形WC/AlSi10Mg复合材料试样,研究了复合材料试样的致密度、显微组织、物相、拉伸性能、显微硬度、腐蚀性能的影响以及热处理对其性能的影响。主要具体研究结论如下:复合材料试样金相组织生长良好,组织致密,熔池形貌呈各向异性。由于凝固条件不同使得熔池边界为胞状枝晶,而内部为树状枝晶,枝晶在生长方向上呈的外延生...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 金属基复合材料简介
        1.1.1 金属基复合材料的发展和应用
        1.1.2 金属基纳米复合材料制备方法
        1.1.3 金属基复合材料制备方法常见的问题
    1.2 激光增材制造技术
        1.2.1 激光熔化沉积技术
        1.2.2 选区激光熔化技术
        1.2.3 选区激光熔化技术影响因素
    1.3 选区激光熔化技术成形金属基复合材料
        1.3.1 选区激光熔化技术成形常见的金属基复合材料
        1.3.2 选区激光熔化工艺制备金属基复合材料存在的问题
    1.4 本课题主要研究内容
第2章 实验过程及表征
    2.1 实验材料
    2.2 SLM成形过程及试样的热处理过程
    2.3 试样的表征过程
        2.3.1 显微组织
        2.3.2 维氏硬度和纳米硬度
        2.3.3 XRD物相检测
        2.3.4 常温拉压实验和疲劳性能测试
        2.3.5 腐蚀性能测试
第3章 沉积态试样的组织与力学性能
    3.1 显微组织
        3.1.1 沉积态试样的金相分析
        3.1.2 沉积态试样的扫描电镜分析
    3.2 沉积态试样物相分析
    3.3 沉积态试样的力学性能
    3.4 本章小结
第4章 WC/AlSi10Mg复合材料试样的疲劳性能
    4.1 疲劳的基本概念
    4.2 最少试样个数
    4.3 正态分布模型的建立
    4.4 威布尔分布的模型建立
        4.4.1 概率密度分布模型
        4.4.2 平均剩余寿命模型
        4.4.3 威布尔分布模型的求解求解
        4.4.4 正态分布和威布尔分布拟合结果对比
    4.5 疲劳断口形貌与疲劳寿命之间的关系
    4.6 本章小结
第5章 退火态试样的组织与力学性能
    5.1 显微组织分析
    5.2 物相分析
    5.3 退火态试样的力学性能
    5.4 本章小结
第6章 WC/AlSi10Mg复合材料试样的腐蚀性能
    6.1 WC/AlSi10Mg复合材料试样电极化曲线分析
    6.2 WC/AlSi10Mg复合材料试样电化学阻抗谱分析
    6.3 WC/AlSi10Mg复合材料试样腐蚀形貌分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3772845