激光增材制造Fe-Co基合金的磁学及力学性能研究

发布时间：2022-07-12 15:58

　　激光增材制造技术是一种基于离散/堆积成型的新型制造技术,因其热输入少、应力和变形小、结合强度高、加工精确及可柔性化制造等特点在各领域中的研究与应用已获得长足进步。Fe-Co基合金具有出色的软磁性和磁致伸缩特性,在变压器、传感器和感应设备等领域引备受关注。然而,随着科技的迅速进步,应用环境对Fe-Co材料的性能要求更加严格,传统制备方法已经很难紧跟日益变化的市场需求。本文激光金属直接成型的方式增材制造Fe-Co基软磁性合金和磁致伸缩合金,通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）等对合金的组织结构、形貌进行了表征,研究了不同制备功率与合金的晶粒尺寸以及金属间化合物的关系;使用振动样品磁强计（VSM）、磁致伸缩测量仪,探究了激光功率、合金组织成分和热处理对激光增材制造Fe-Co基合金磁性能的影响,此外对其力学性能也进行了一定的研究。结果表明:1.使用激光增材制造技术制备Fe-Co-V合金时,当配比为Fe:60%/Co:37.5%、预磁化前处理电流强度为0.4A的预磁化磁场时沉积层成型性较好,退火处理使合金的饱和磁致伸缩系数提高38.5%,即由热处理前的52ppm提高... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 激光增材技术
        1.2.1 激光增材技术简介与特点
        1.2.2 激光增材制造的材料体系与研究现状
        1.2.3 激光增材制造技术的应用与进展
    1.3 磁性材料
        1.3.1 磁性材料的分类
        1.3.2 软磁特性材料
        1.3.3 磁致伸缩特性
    1.4 Fe-Co基合金磁性材料
        1.4.1 Fe-Co基合金的软磁特性
        1.4.2 Fe-Co基合金的磁致伸缩特性
        1.4.3 Fe-Co的应用
    1.5 课题研究目的及内容
第2章 实验材料与研究方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 增材制造粉末材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 建模与路径规划
        2.2.2 激光直接成型设备系统
    2.3 实验及表征方法
        2.3.1 组织形貌观察及元素分析
        2.3.2 磁学性能测试
        2.3.3 力学性能测试
    2.4 本章小结
第3章 激光直接成型Fe-Co-V合金组织及磁性能研究
    3.1 不同Fe/Co的含量对合金组织结构的影响
        3.1.1 合金体系的拟定
        3.1.2 不同Fe-Co配比下沉积层的物相与形貌分析
    3.2 预磁化对激光直接成型Fe-Co-V合金的组织结构的影响
        3.2.1 预磁化条件下合金的物相分析
        3.2.2 预磁化条件下合金的组织形貌分析
    3.3 热处理对Fe-Co-V合金的影响
        3.3.1 热处理前后Fe-Co-V合金的组织与成分的变化
        3.3.2 热处理对Fe-Co-V合金的磁学性能的影响
        3.3.3 热处理前后Fe-Co-V合金的力学性能
    3.4 本章小结
第4章 激光直接成型Fe-Co-Ni-Cu-Si-B-Mo合金的组织及软磁性能的研究
    4.1 高功率制备Fe-Co-Ni-Si-B-Cu-Mo合金的组织结构及性能
        4.1.1 相组成与显微组织
        4.1.2 力学性能
        4.1.3 软磁性能
    4.2 较低功率制备Fe-Co-Ni-Si-B-Cu-Mo合金的组织及磁性能
        4.2.1 相组成以及微观组织
        4.2.2 力学性能
        4.2.3 软磁性能
    4.3 低功率制备Fe-Co-Ni-Si-B-Cu-Mo合金的重熔组织及性能
        4.3.1 相组成与组织形貌
        4.3.2 力学性能
        4.3.3 软磁性能
    4.4 激光功率对Fe-Co-Ni-Si-B-Cu-Mo软磁合金的影响机制
    4.5 本章小结
第5章 元素添加对Fe-Co-V基合金磁致伸缩性能的研究
    5.1 添加Al元素对Fe-Co-V合金的影响
        5.1.1 组织与成分
        5.1.2 力学性能
        5.1.3 磁致伸缩性能
    5.2 添加Sm元素对Fe-Co-V合金的影响
        5.2.1 组织与成分
        5.2.2 力学性能
        5.2.3 磁致伸缩性能
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]增材制造技术在航空铸造领域的应用[J]. 陆璐.  材料导报. 2018(S1)
[2]金属增材制造技术的研究现状[J]. 周宸宇,罗岚,刘勇,吴进.  热加工工艺. 2018(06)
[3]稳恒磁场设计及电流强度对激光熔覆Fe55涂层微结构的影响[J]. 刘洪喜,刘子峰,张晓伟,石海,蒋业华.  红外与激光工程. 2017(04)
[4]基于激光的金属增材制造技术评述与展望[J]. 陈忠旭,姚锡禹,郭亮,张庆茂.  机电工程技术. 2017(01)
[5]增材制造技术在船舶制造领域的应用进展[J]. 周长平,林枫,杨浩,王振强,姜风春,陈海龙.  船舶工程. 2017(02)
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博士论文
[1]激光熔覆成形马氏体不锈钢应力演化及调控机制[D]. 方金祥.哈尔滨工业大学 2016
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[3]FeCo基纳米晶合金高温磁性及其微观机理研究[D]. 杨静.天津大学 2010
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本文编号：3659419