激光选区熔化成形Cu-Al-Ni-Ti形状记忆合金基础研究

发布时间：2022-06-20 15:26

　　Cu-Al-Ni-X系形状记忆合金（Shape Memory Alloys,SMAs）是一类具有较高相变温度和热稳定性的铜基形状记忆合金,其相变温度可在-180~400℃内可调,具有良好的高温应用潜力。利用铸造方法成形时容易引入杂质,且合金晶粒粗大、材料脆性严重。激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）方法是金属增材制造工艺之一,它利用高能束激光逐点、逐层熔化微细金属粉末,可制造复杂精细金属零件。SLM过程中材料冷却速率可达10~6~10~8℃/s,具有明显快冷特征,易形成微细晶粒,有利于提升合金性能。鉴于成形复杂结构和优异冶金特性,本文探索利用SLM制备Cu-Al-Ni-X系形状记忆合金,研究新型工艺下铜基记忆合金组织和性能特征及工艺规律,为SLM成形复杂铜基记忆合金零件奠定理论与技术基础。以Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti预合金粉末为原材料,Ti元素的加入以期细化晶粒。论文主要发现与结论总结如下:（1）通过分析不同激光功率和扫描速度下熔化道的连续性、平展性以及球化情况,块体致密度以及合金微观结构,确定了SLM成形Cu-13.5Al-4Ni-0.5... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光选区熔化技术
        1.2.1 SLM工艺原理
        1.2.2 SLM技术特点
    1.3 SLM成形形状记忆合金的研究现状
    1.4 课题的来源
    1.5 研究目的、意义及研究内容
        1.5.1 研究目的及意义
        1.5.2 主要研究内容
2 SLM成形Cu-Al-Ni-Ti合金的工艺及组织研究
    2.1 引言
    2.2 试验条件
        2.2.1 粉末成分设计
        2.2.2 原材料粉末
        2.2.3 成形装备与方法
        2.2.4 表征方法及设备
    2.3 SLM成形工艺优化
        2.3.1 单道扫描试验
        2.3.2 块体成形试验
    2.4 相组成与微观组织
        2.4.1 物相分析
        2.4.2 组织分析
    2.5 本章小结
3 SLM成形Cu-Al-Ni-Ti合金力学性能及记忆性能研究
    3.1 引言
    3.2 试验条件
        3.2.1 成形材料
        3.2.2 试验设备与方法
        3.2.3 表征方法及设备
    3.3 常温力学性能
        3.3.1 硬度
        3.3.2 常温拉伸性能
    3.4 高温及记忆性能
        3.4.1 热特性分析
        3.4.2 高温拉伸性能
        3.4.3 记忆性能
    3.5 本章小结
4 SLM成形Cu-Al-Ni-Ti合金多孔结构研究
    4.1 引言
    4.2 试验条件
        4.2.1 原材料粉末
        4.2.2 多孔模型
        4.2.3 成形装备与工艺
        4.2.4 表征方法及设备
    4.3 多孔结构宏观及微观特征
        4.3.1 成形试样宏观分析
        4.3.2 微观结构分析
    4.4 多孔结构压缩性能及模拟
        4.4.1 压缩性能
        4.4.2 压缩性能模拟
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士期间撰写的学术论文及专利



本文编号：3653726