Ni-Al金属间化合物的电弧增材制造技术基础研究

发布时间：2023-11-20 19:11

　　Ni₃Al与NiAl金属间化合物具有高熔点、低密度、高抗氧化性等优点,在航空航天领域应用前景广阔。通常,该材料主要以熔铸法制备,存在工艺复杂、生产周期长等缺点,阻碍了其商业化应用。电弧增材制造技术具有高效率、低成本与制造周期短等优点,对于Ni-Al金属间化合物制备有很大潜力。本文以等离子弧为热源,镍丝、铝丝/铝粉为填充材料,开展了Ni-Al金属间化合物电弧增材制造工艺研究。主要研究结果如下。研究发现双丝夹角,及其投影交点位置是影响沉积件成形质量的关键因素。当双丝夹角θ<30°时,低熔点铝丝会提前熔化,在熔池外部形成铝滴,无法稳定进入熔池,且会对熔池产生较大的冲击,导致沉积件表面起皱、侧边突出。当双丝夹角θ≥30°,且投影交点位置位于等离子弧后2mm时,铝丝会直接插入熔池,避免了上述现象,提高了熔池的稳定性和成形质量。研究了主要工艺参数,包括镍含量、热输入、预热与热处理对Ni-Al金属间化合物沉积件微观组织与力学性能的影响,发现随着镍含量的增加,显微组织由M-NiAl/Ni₃Al双相组织逐渐向块状Ni₃Al+γ-Ni...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 Ni-Al金属间化合物概述
    1.3 Ni-Al金属间化合物与电弧增材制造的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
2 实验方法、材料与设备
    2.1 实验方法
    2.2 实验材料
    2.3 实验设备
    2.4 材料表征方法与设备
3 Ni-Al金属间化合物的外观成形研究
    3.1 引言
    3.2 沉积速度对沉积件外观形貌与尺寸的影响规律
    3.3 沉积电流对沉积件外观形貌与尺寸的影响规律
    3.4 镍丝与铝丝夹角对沉积件外观形貌与尺寸的影响规律
    3.5 镍丝与铝丝投影交点位置对沉积件外观形貌的影响规律
    3.6 本章小结
4 Ni-Al金属间化合物的组织性能研究
    4.1 引言
    4.2 镍含量对Ni-Al金属间化合物沉积件组织的演变规律
    4.3 热输入对γ-Ni/′-Ni₃Al双相组织与成分均匀性的影响
    4.4 预热与热处理对裂纹与M-NiAl组织的影响
    4.5 本章小结
5 铝粉添加量对Ni-Al金属间化合物裂纹的影响
    5.1 引言
    5.2 实验方案
    5.3 裂纹分析
    5.4 力学性能分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 课题展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3865664