Ni60A自熔合金激光熔覆层形貌及裂纹研究
发布时间：2022-01-16 12:37
激光熔覆作为机械产品表面改性和修复的重要技术,在国民生产和机械制造中有着重要的地位,在航空航天、石油装备、船舶、汽车等领域有广泛应用。而Ni基合金激光熔覆层具备良好的耐热性、抗氧化性和耐蚀性能,是表面改性和修复的重要金属材料之一。在表面改性和修复工艺中,熔覆层的形貌尺寸难以准确预测,并且激光熔覆得到的Ni基合金熔覆层容易出现裂纹,这是影响表面改性和修复技术的主要问题。因此对Ni基合金熔覆层进行形貌和裂纹的研究是十分必要的。本文在分析激光工艺参数对熔覆层高度、宽度和面积影响规律的基础上,建立了以加工工艺参数对熔覆层高度、宽度、和面积进行预测的基于误差反向传播（BP）的神经网络预测模型。依据输入量与输出量特点设计了神经网络结构,通过激光熔覆试验采集熔覆层高度、宽度和面积值样本,利用训练集训练BP神经网络,建立输入量与输出量之间的映射关系,并用测试集对训练好的预测模型进行检验。测试结果表明,基于BP神经网络的预测模型对熔覆层形貌尺寸的预测精度较高。基于实验及微观检测分析,以Ni60A熔覆层为研究对象,从组织和应力方面对激光熔覆过程中熔覆层裂纹的开裂及扩展理论进行了研究。综合熔覆层微观组织、物...
【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】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 激光熔覆技术概述
1.3 国内外研究现状
1.3.1 激光熔覆形貌研究
1.3.2 激光熔覆层裂纹研究
1.3.3 激光熔覆层裂纹控制方法
1.4 现存问题
1.5 本文研究内容
2 实验材料、方法及设备
2.1 实验设备与材料
2.1.1 实验设备
2.1.2 熔覆与基体材料
2.2 测试仪器
2.2.1 金相显微镜
2.2.2 超景深显微镜
2.2.3 场发射扫描电子显微镜
2.2.4 X射线衍射仪
2.2.5 显微硬度测试
2.3 实验方案
2.3.1 熔覆层形貌实验
2.3.2 熔覆层裂纹实验
2.3.3 熔覆层裂纹影响因素实验
2.4 本章小结
3 Ni60A激光熔覆层形貌及预测模型
3.1 Ni60A激光熔覆层宏观形貌
3.1.1 线能量与送粉速率对熔覆层形貌尺寸的影响
3.1.2 线质量与激光功率对熔覆层形貌尺寸的影响
3.2 熔覆层宽度、高度及面积预测模型
3.2.1 BP神经网络建模
3.2.2 BP神经网络训练步骤
3.2.3 样本仿真实验
3.3 本章小结
4 Ni60A激光熔覆层开裂行为及判据
4.1 Ni60A激光熔覆层裂纹宏观形貌
4.2 Ni60A激光熔覆层微观组织分析
4.2.1 断口分析
4.2.2 微观形貌分析
4.2.3 成分及物相分析
4.2.4 显微硬度分析
4.3 热力学分析及开裂判据
4.3.1 Ni60A激光熔覆层热应力分析
4.3.2 Ni60A激光熔覆层开裂判据
4.4 本章小结
5 Ni60A激光熔覆层裂纹控制研究
5.1 激光工艺参数对裂纹的影响
5.1.1 激光线能量对裂纹的影响
5.1.2 扫描速度对裂纹的影响
5.1.3 送粉速率对裂纹的影响
5.2 预热及保温对裂纹的影响
5.3 改变基体材料对裂纹的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光功率对熔覆Ni基涂层性能的影响[J]. 刘鹏良,孙文磊,黄勇,黄海博. 机械设计与制造. 2018(S2)
[2]激光熔覆CaF2/Ni基合金复合涂层的裂纹敏感性及力学性能研究[J]. 张津超,冯爱新,薛伟,张健,程宝义,曹宇鹏,章正刚. 应用激光. 2017(01)
[3]半导体激光熔覆高硬Ni基WC涂层[J]. 张野,王蓟,朱洪波,朱心宇. 长春理工大学学报(自然科学版). 2016(02)
[4]考虑固态相变的激光熔覆成形应力场有限元分析[J]. 方金祥,董世运,徐滨士,王玉江,何鹏,夏丹,张智慧,任维彬. 中国激光. 2015(05)
[5]激光熔覆Ni基复合涂层气孔及裂纹敏感性的研究[J]. 张佳虹,孙荣禄. 热加工工艺. 2015(04)
[6]Ni基-WC合金粉末激光熔覆层形貌的预测[J]. 孟祥伟. 中国重型装备. 2014(01)
[7]柔性增材再制造技术[J]. 朱胜. 机械工程学报. 2013(23)
[8]如何理性看待增材制造（3D打印）技术[J]. 黄卫东. 新材料产业. 2013(08)
[9]再制造成形技术发展及展望[J]. 徐滨士,董世运,朱胜,史佩京. 机械工程学报. 2012(15)
[10]激光熔覆层形貌尺寸预测研究[J]. 张炳发,洪蕾. 中国重型装备. 2012(01)
硕士论文
[1]多束激光熔覆基础试验研究[D]. 胡恒.大连理工大学 2014
[2]Ni基合金激光熔覆层裂纹机理研究[D]. 于梦飞.中国石油大学(华东) 2014
[3]45钢表面感应熔覆Ni60涂层及WC-Ni60复合涂层的研究[D]. 魏鑫.大连理工大学 2010
本文编号：3592673
【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】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 激光熔覆技术概述
1.3 国内外研究现状
1.3.1 激光熔覆形貌研究
1.3.2 激光熔覆层裂纹研究
1.3.3 激光熔覆层裂纹控制方法
1.4 现存问题
1.5 本文研究内容
2 实验材料、方法及设备
2.1 实验设备与材料
2.1.1 实验设备
2.1.2 熔覆与基体材料
2.2 测试仪器
2.2.1 金相显微镜
2.2.2 超景深显微镜
2.2.3 场发射扫描电子显微镜
2.2.4 X射线衍射仪
2.2.5 显微硬度测试
2.3 实验方案
2.3.1 熔覆层形貌实验
2.3.2 熔覆层裂纹实验
2.3.3 熔覆层裂纹影响因素实验
2.4 本章小结
3 Ni60A激光熔覆层形貌及预测模型
3.1 Ni60A激光熔覆层宏观形貌
3.1.1 线能量与送粉速率对熔覆层形貌尺寸的影响
3.1.2 线质量与激光功率对熔覆层形貌尺寸的影响
3.2 熔覆层宽度、高度及面积预测模型
3.2.1 BP神经网络建模
3.2.2 BP神经网络训练步骤
3.2.3 样本仿真实验
3.3 本章小结
4 Ni60A激光熔覆层开裂行为及判据
4.1 Ni60A激光熔覆层裂纹宏观形貌
4.2 Ni60A激光熔覆层微观组织分析
4.2.1 断口分析
4.2.2 微观形貌分析
4.2.3 成分及物相分析
4.2.4 显微硬度分析
4.3 热力学分析及开裂判据
4.3.1 Ni60A激光熔覆层热应力分析
4.3.2 Ni60A激光熔覆层开裂判据
4.4 本章小结
5 Ni60A激光熔覆层裂纹控制研究
5.1 激光工艺参数对裂纹的影响
5.1.1 激光线能量对裂纹的影响
5.1.2 扫描速度对裂纹的影响
5.1.3 送粉速率对裂纹的影响
5.2 预热及保温对裂纹的影响
5.3 改变基体材料对裂纹的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光功率对熔覆Ni基涂层性能的影响[J]. 刘鹏良,孙文磊,黄勇,黄海博. 机械设计与制造. 2018(S2)
[2]激光熔覆CaF2/Ni基合金复合涂层的裂纹敏感性及力学性能研究[J]. 张津超,冯爱新,薛伟,张健,程宝义,曹宇鹏,章正刚. 应用激光. 2017(01)
[3]半导体激光熔覆高硬Ni基WC涂层[J]. 张野,王蓟,朱洪波,朱心宇. 长春理工大学学报(自然科学版). 2016(02)
[4]考虑固态相变的激光熔覆成形应力场有限元分析[J]. 方金祥,董世运,徐滨士,王玉江,何鹏,夏丹,张智慧,任维彬. 中国激光. 2015(05)
[5]激光熔覆Ni基复合涂层气孔及裂纹敏感性的研究[J]. 张佳虹,孙荣禄. 热加工工艺. 2015(04)
[6]Ni基-WC合金粉末激光熔覆层形貌的预测[J]. 孟祥伟. 中国重型装备. 2014(01)
[7]柔性增材再制造技术[J]. 朱胜. 机械工程学报. 2013(23)
[8]如何理性看待增材制造（3D打印）技术[J]. 黄卫东. 新材料产业. 2013(08)
[9]再制造成形技术发展及展望[J]. 徐滨士,董世运,朱胜,史佩京. 机械工程学报. 2012(15)
[10]激光熔覆层形貌尺寸预测研究[J]. 张炳发,洪蕾. 中国重型装备. 2012(01)
硕士论文
[1]多束激光熔覆基础试验研究[D]. 胡恒.大连理工大学 2014
[2]Ni基合金激光熔覆层裂纹机理研究[D]. 于梦飞.中国石油大学(华东) 2014
[3]45钢表面感应熔覆Ni60涂层及WC-Ni60复合涂层的研究[D]. 魏鑫.大连理工大学 2010
本文编号：3592673
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3592673.html
