电子束熔丝沉积AZ31镁合金组织与力学性能研究

发布时间：2024-01-16 17:52

　　电子束增材制造技术是近些年发展并得到一定应用的技术,以电子束为热源,在真空室内进行加工,通过层层堆积构建预设的结构。镁和镁合金由于密排六方晶体结构,独立滑移系少,变形困难。那么对镁合金电子束熔丝沉积研究对拓展镁合金在航空航天、国防军工、电子器件壳体等领域的应用具有重要意义。本文以AZ31镁合金丝材作为打印材料,以纯镁作为基板,研究表明,束流与送丝速度对打印块体的成型性有显著影响。束流过大时,无法形成稳定熔池;束流小于15mA时,能量输入将无法熔化AZ31丝材。送丝速度相对于束流存在一个最小临界值,当送丝速度小于这个临界值时,会使后端丝材软化,导致成型性的下降。选取20mA束流与2500mm/min送丝速度作为AZ31丝材打印的优化工艺参数。在对不同能量密度下的显微组织进行了观察。随着能量密度的降低,单道次打印件平均晶粒尺寸从49μm下降至32μm,打印件的致密度从98.3%上升至98.8%。有限元温度场模拟结果表明,随着打印层数的增多,散热方式从与基板的热传递是转变成沉积层与基板的热辐射。对优化后的工艺单道次与多道次打印成型结果表明,沿构建方向上呈现不均匀的微观组织,在打印件表层晶粒细...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的与意义
    1.2 金属增材制造技术
        1.2.1 激光增材制造技术
        1.2.2 电子束增材制造技术
    1.3 金属增材制造的组织与性能
    1.4 镁合金增材制造技术研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第2章 实验材料与试验方法
    2.1 实验材料与流程
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验流程
    2.2 微观组织与力学性能观察
        2.2.1 ICP电感耦合等离子光谱仪测试
        2.2.2 密度测试
        2.2.3 金相组织观察
        2.2.4 三维X射线显微镜观察
        2.2.5 SEM显微组织观察
        2.2.6 TEM显微组织观察
        2.2.7 维氏硬度测试
        2.2.8 室温拉伸性能测试
    2.3 有限元模拟方法
第3章 AZ31 镁合金电子束熔丝沉积工艺研究
    3.1 引言
    3.2 电子束熔丝沉积工艺参数对AZ31 镁合金成型性的影响
        3.2.1 束流对AZ31 电子束熔丝沉积成型性影响
        3.2.2 送丝速度对AZ31 电子束熔丝沉积成型性影响
    3.3 打印能量密度对AZ31 电子束熔丝沉积影响
    3.4 AZ31 电子束熔丝沉积单道次打印显微组织
        3.4.1 单道次电子束熔丝沉积打印AZ31 镁合金的致密度
        3.4.2 单道次电子束熔丝沉积打印AZ31 镁合金的显微组织
    3.5 电子束熔丝沉积单道次打印AZ31 镁合金的力学性能
    3.6 AZ31 电子束熔丝沉积单道次打印温度场模拟
        3.6.1 AZ31 电子束熔丝沉积热参数设置
        3.6.2 求解方法与几何模型
        3.6.3 热源模型与边界条件
        3.6.4 单道次打印温度场分析
    3.7 本章小结
第4章 AZ31 电子束熔丝沉积多道次打印显微组织与力学性能分析
    4.1 引言
    4.2 AZ31 电子束熔丝沉积多道次打印显微组织研究
        4.2.1 电子束熔丝沉积多道次打印AZ31 镁合金的致密度
        4.2.2 电子束熔丝沉积多道次打印AZ31 镁合金的显微组织
    4.3 电子束熔丝沉积多道次打印AZ31 镁合金力学性能
    4.4 热处理工艺对AZ31 打印块体显微组织和力学性能的影响
        4.4.1 热处理对打印件显微组织的影响
        4.4.2 热处理后打印件力学性能的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3878893