激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的组织与性能

发布时间：2021-04-28 21:58

　　激光增材制造是在激光熔覆技术和快速原型技术基础上发展起来的一种先进制造技术。这项技术秉承了激光熔覆技术和快速原型技术的优点,具有高柔性、短周期、低成本、成形与组织性能控制一体化等诸多优点,为制备通常难以加工的复杂结构零件提供了一条新的途径。因此,近年来这项技术在世界范围内受到广泛关注与重视,并在装备研制、软件开发、工艺与过程控制等方面取得了重要研究进展。然而,与此不相称的是激光增材制造材料的基础研究还很薄弱,所用材料尚以传统的合金体系为主,并未考虑到激光增材制造工艺和组织的特殊性,致使目前可以工业应用的激光增材制造材料非常少,业已成为限制这项技术广泛应用瓶颈之一。因此,研发适用于金属激光增材制造的合金体系,是这项技术应用和发展的必要前提和基础。为此,本文以具有良好组织稳定性和成形性的Ti-Zr直熔合金为基础,以具有β-Ti稳定作用的Nb为合金化元素,利用“团簇+连接原子”结构模型,设计了一系列Ti-ZrNb合金,并在纯钛基板上激光增材制造合金成形体。系统分析了在非平衡凝固条件下合金微观组织、成形性、力学性能、耐磨性和耐蚀性与Nb含量之间的映射关系,并揭示了基于团簇合金化的内在机理。实验... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光增材制造技术
        1.2.1 增材制造技术
        1.2.2 激光增材制造的方法和特点
        1.2.3 激光增材制造的分类
        1.2.4 激光增材制造技术的国内外发展现状
    1.3 钛合金的激光增材制造
        1.3.1 钛的基本性质及特点
        1.3.2 钛合金的分类
        1.3.3 钛合金在激光增材制造方面的研究
    1.4 钛合金的成分设计方法
    1.5 研究目的及研究内容
2 实验材料及研究方法
    2.1 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的成分设计
    2.2 实验材料制备
    2.3 激光增材制造实验
    2.4 Ti-Zr-Nb合金的成形性测试
        2.4.1 接触角
        2.4.2 宽高比
        2.4.3 表面粗糙度
    2.5 微观组织分析
        2.5.1 X射线衍射(XRD)实验
        2.5.2 扫面电子显微镜(SEM)实验
    2.6 力学性能测试
        2.6.1 显微硬度测试
        2.6.2 压缩性能测试
    2.7 摩擦磨损实验
    2.8 电化学腐蚀实验
3 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的凝固组织特征
    3.1 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的相组成
    3.2 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金微观组织
    3.3 本章小结
4 激光增材制造Ti-Zr-Nb合金的性能
    4.1 成形性
        4.1.1 接触角和宽高比
        4.1.2 表面粗糙度
    4.2 力学性能
        4.2.1 硬度
        4.2.2 压缩性能
    4.3 摩擦磨损实验
    4.4 电化学腐蚀实验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光增材制造DZ40M的微观组织及热处理研究[J]. 孟翔,田象军,程序,汤海波.  中国激光. 2018(10)
[2]激光增材制造高性能大型钛合金构件凝固晶粒形态及显微组织控制研究进展[J]. 王华明,张述泉,王韬,朱言言.  西华大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]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)
[4]高性能金属构件的激光增材制造[J]. 林鑫,黄卫东.  中国科学:信息科学. 2015(09)
[5]增材制造使用的金属粉末将成为一个重要的研究方向[J]. 孙世杰.  粉末冶金工业. 2015(04)
[6]钛合金增材制造技术研究现状及展望[J]. 邓贤辉,杨治军.  材料开发与应用. 2014(05)
[7]高性能大型金属构件激光增材制造:若干材料基础问题[J]. 王华明.  航空学报. 2014(10)
[8]选区激光熔化成型金属零件上表面粗糙度的研究[J]. 刘睿诚,杨永强,王迪.  激光技术. 2013(04)
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[10]基于团簇模型的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢成分设计[J]. 王清,查钱锋,刘恩雪,董闯,王学军,谭朝鑫,冀春俊.  金属学报. 2012(10)



本文编号：3166244