AlSi10Mg合金激光熔化沉积工艺与组织性能的研究
发布时间：2020-12-26 13:55
随着汽车工业和航空工业的不断发展,对结构件轻量化、大型化、整体化的要求越来越高。激光熔化沉积技术可以快速成型大型化整体化的构件,具有成本低、材料利用率高、加工周期短等优势。AlSi10Mg合金具有强度高、热膨胀系数小、耐磨耐蚀性好等优点,这使得二者的结合成为近些年来国内外学者研究的热点。本文开展了AlSi10Mg合金LMD成型的研究,对成型工艺、显微组织进行了相关的研究和分析,利用ANSYS仿真软件模拟了LMD成型时熔池中温度场的分布,结合试验分析结果对组织转变的原因进行了验证,对AlSi10Mg合金激光熔化沉积块体样品的力学性能进行了测试。主要工作内容如下:开展了AlSi10Mg合金LMD成型的单道次试验,对各个工艺参数进行探索,经过研究表明:当激光功率不断的增大时,沉积层的熔深和宽度都逐渐增大,高度变化不明显,沉积层显微组织中的气孔先增加后减少,沉积层的显微硬度先增大后减小;随着扫描速度的不断增大,沉积层的宽度和熔深以及高度都逐渐减小,沉积层显微组织中的气孔先增加后减少,沉积层的显微硬度先增大后减小;随着送粉速率的不断增大,沉积层的宽度和熔深逐渐减小,高度不断增大,沉积层显微组织中...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光熔化沉积成型零件[9]a)铜合金火箭发动机零件；b)内置流道的航空发动机叶片
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3成熔池,粉末被熔融为液态金属落入熔池内，快速冷却凝固后形成一层沉积层[12]。利用计算机辅助设计软件绘制结构件的CAD模型图，将其转化成STL文件后进行切片处理，根据每个轮廓的二维离散切片信息生成扫描路径的数控代码,使工件按照预定的扫面路径移动移动,从而成型处所需截面的几何形状[13-15]。逐层沉积累加,实现零件的增材制造。LMD成型示意图与工作系统分别如图1-2、图1-3所示。图1-2LMD成型过程示意图图1-3大族激光自主研发LMD装置示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3成熔池,粉末被熔融为液态金属落入熔池内，快速冷却凝固后形成一层沉积层[12]。利用计算机辅助设计软件绘制结构件的CAD模型图，将其转化成STL文件后进行切片处理，根据每个轮廓的二维离散切片信息生成扫描路径的数控代码,使工件按照预定的扫面路径移动移动,从而成型处所需截面的几何形状[13-15]。逐层沉积累加,实现零件的增材制造。LMD成型示意图与工作系统分别如图1-2、图1-3所示。图1-2LMD成型过程示意图图1-3大族激光自主研发LMD装置示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]AlSi10Mg铝合金激光熔化沉积显微组织及力学性能[J]. 吕非,田宗军,梁绘昕,谢德巧,沈理达,肖猛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(10)
[2]激光立体成形AlSi10Mg合金的微观组织及力学性能[J]. 丁莹,杨海欧,白静,魏雷,陈静,林鑫. 中国表面工程. 2018(04)
[3]金属3D打印技术及其专用粉末特征与应用[J]. 程玉婉,关航健,李博,肖志瑜. 材料导报. 2017(S1)
[4]基体热累积对铝合金激光熔化沉积单道形貌的影响研究[J]. 冯秋娜,田宗军,梁绘昕,高雪松,肖猛. 应用激光. 2017(01)
[5]激光快速成形GH4169合金显微组织与力学性能[J]. 杜博睿,张学军,郭绍庆,李能,孙兵兵,唐思熠. 材料工程. 2017(01)
[6]激光增材制造技术的研究现状及发展趋势[J]. 杨强,鲁中良,黄福享,李涤尘. 航空制造技术. 2016(12)
[7]激光增材制造技术在航空航天领域的应用与发展[J]. 田宗军,顾冬冬,沈理达,谢德巧,王东生. 航空制造技术. 2015(11)
[8]金属材料在增材制造技术中的研究进展[J]. 胡捷,廖文俊,丁柳柳,胡阳. 材料导报. 2014(S2)
[9]国外高能束增材制造技术应用现状与最新发展[J]. 陈济轮,杨洁,于海静. 航天制造技术. 2014(04)
[10]激光熔覆单道沉积轨迹横截面形貌变化规律研究[J]. 高士友,李健,李臣光,周野飞. 中国激光. 2013(05)
博士论文
[1]激光微烧结金属粉末的温度场和应力场的数值模拟研究[D]. 殷杰.华中科技大学 2014
[2]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
硕士论文
[1]激光增材制造Al-12Si合金成形工艺与性能研究[D]. 史淑文.湖南大学 2016
[2]送粉式单道激光熔覆层横截面形貌几何模型研究[D]. 李臣光.燕山大学 2014
[3]激光快速成形316L/Inconel718功能梯度材料的研究[D]. 梁晓康.大连理工大学 2010
[4]激光快速成形金属零件力学行为研究[D]. 杨健.西北工业大学 2004
本文编号：2939827
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光熔化沉积成型零件[9]a)铜合金火箭发动机零件；b)内置流道的航空发动机叶片
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3成熔池,粉末被熔融为液态金属落入熔池内，快速冷却凝固后形成一层沉积层[12]。利用计算机辅助设计软件绘制结构件的CAD模型图，将其转化成STL文件后进行切片处理，根据每个轮廓的二维离散切片信息生成扫描路径的数控代码,使工件按照预定的扫面路径移动移动,从而成型处所需截面的几何形状[13-15]。逐层沉积累加,实现零件的增材制造。LMD成型示意图与工作系统分别如图1-2、图1-3所示。图1-2LMD成型过程示意图图1-3大族激光自主研发LMD装置示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3成熔池,粉末被熔融为液态金属落入熔池内，快速冷却凝固后形成一层沉积层[12]。利用计算机辅助设计软件绘制结构件的CAD模型图，将其转化成STL文件后进行切片处理，根据每个轮廓的二维离散切片信息生成扫描路径的数控代码,使工件按照预定的扫面路径移动移动,从而成型处所需截面的几何形状[13-15]。逐层沉积累加,实现零件的增材制造。LMD成型示意图与工作系统分别如图1-2、图1-3所示。图1-2LMD成型过程示意图图1-3大族激光自主研发LMD装置示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]AlSi10Mg铝合金激光熔化沉积显微组织及力学性能[J]. 吕非,田宗军,梁绘昕,谢德巧,沈理达,肖猛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(10)
[2]激光立体成形AlSi10Mg合金的微观组织及力学性能[J]. 丁莹,杨海欧,白静,魏雷,陈静,林鑫. 中国表面工程. 2018(04)
[3]金属3D打印技术及其专用粉末特征与应用[J]. 程玉婉,关航健,李博,肖志瑜. 材料导报. 2017(S1)
[4]基体热累积对铝合金激光熔化沉积单道形貌的影响研究[J]. 冯秋娜,田宗军,梁绘昕,高雪松,肖猛. 应用激光. 2017(01)
[5]激光快速成形GH4169合金显微组织与力学性能[J]. 杜博睿,张学军,郭绍庆,李能,孙兵兵,唐思熠. 材料工程. 2017(01)
[6]激光增材制造技术的研究现状及发展趋势[J]. 杨强,鲁中良,黄福享,李涤尘. 航空制造技术. 2016(12)
[7]激光增材制造技术在航空航天领域的应用与发展[J]. 田宗军,顾冬冬,沈理达,谢德巧,王东生. 航空制造技术. 2015(11)
[8]金属材料在增材制造技术中的研究进展[J]. 胡捷,廖文俊,丁柳柳,胡阳. 材料导报. 2014(S2)
[9]国外高能束增材制造技术应用现状与最新发展[J]. 陈济轮,杨洁,于海静. 航天制造技术. 2014(04)
[10]激光熔覆单道沉积轨迹横截面形貌变化规律研究[J]. 高士友,李健,李臣光,周野飞. 中国激光. 2013(05)
博士论文
[1]激光微烧结金属粉末的温度场和应力场的数值模拟研究[D]. 殷杰.华中科技大学 2014
[2]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
硕士论文
[1]激光增材制造Al-12Si合金成形工艺与性能研究[D]. 史淑文.湖南大学 2016
[2]送粉式单道激光熔覆层横截面形貌几何模型研究[D]. 李臣光.燕山大学 2014
[3]激光快速成形316L/Inconel718功能梯度材料的研究[D]. 梁晓康.大连理工大学 2010
[4]激光快速成形金属零件力学行为研究[D]. 杨健.西北工业大学 2004
本文编号：2939827
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