有机物包覆合金粉末及其激光成形件组织与性能研究

发布时间：2017-09-20 03:21

  本文关键词：有机物包覆合金粉末及其激光成形件组织与性能研究

  更多相关文章： 激光快速成形 有机物 熔覆层 抗拉强度 疲劳

【摘要】：本文主要研究目的是解决铁基自熔性合金粉末在大气环境下激光制造过程中的氧化烧损。采用不同的粉末配制工艺,制备激光快速成形技术成形试样,并对其形貌、硬度、抗拉强度、疲劳性能、物相成分、微观组织及耐腐蚀性能进行研究:(1)观察发现添加有机物的熔覆层的表面较为平整,具有金属光泽,熔覆层截面几乎没有缺陷;而未添加有机物的熔覆层的表面覆盖了氧化物,熔覆层的缺陷率高达约4%。(2)包覆在合金粉末颗粒表面的有机物能生成还原性气氛,消耗氧气,保护了熔池,减少了合金元素的烧损。(3)马氏体铁基合金不锈钢粉末中添加了有机物后,合金元素损失减少,合金元素效用增强,不仅使得弥散强化相增加,而且造成合金元素偏析,故试样的表面洛氏硬度提高5.3%左右,但硬度值和标准差偏大,耐磨性能相应提高;同理,奥氏体铁基合金粉末不锈钢粉末中添加了有机物后,试样的维氏显微硬度提高约21%,硬度值极差和标准差也偏大。(4)添加有机物的激光快速成形试样的合金元素损失量小,各种合金元素的形成使弥散强化和固溶强化效应增强,添加有机物还能起到细化晶粒的作用,优化了试样的微观组织,增强了试样的塑形和韧性;有机物亦会减少激光快速成形试样的缺陷,使得微观裂纹产生的几率降低;马氏体铁基合金不锈钢粉末中添加了有机物后,试样的平均抗拉强度和疲劳强度都提升了约16%,试样生成的马氏体衍射峰增强,耐腐蚀性能增加;奥氏体铁基合金不锈钢粉末中添加了有机物后,试样的平均抗拉强和疲劳强度分别提升了约15.6%和38%,试样生成的奥氏体衍射峰增强,耐腐蚀性能增加。
【关键词】：激光快速成形 有机物 熔覆层 抗拉强度 疲劳
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG665
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 研究目的和意义11-13
• 1.2 国内研究现状13-15
• 1.2.1 激光快速成形技术发展13
• 1.2.2 国外研究现状13-15
• 1.2.3 国内研究现状15
• 1.3 激光快速成形技术状况15-23
• 1.3.1 合金元素效用15-17
• 1.3.2 激光工艺参数17-18
• 1.3.3 激光成形件试样的疲劳性能18-21
• 1.3.4 激光成形试样腐蚀21-23
• 1.4 研究内容及研究目标23
• 1.4.1 研究方法23
• 1.4.2 研究内容23
• 1.4.3 研究目标23
• 1.5 本文的特色与创新之处23-25
• 第2章 实验前期准备25-33
• 2.1 实验设备与耗材25-32
• 2.1.1 实验设备介绍25-31
• 2.1.2 实验耗材31-32
• 2.2 实验技术路线32
• 2.3 本章小结32-33
• 第3章 激光快速成形试样的制备33-42
• 3.1 双层有机物包覆铁基合金粉末的工艺流程33-34
• 3.2 有机物包覆合金粉末工艺原理34-36
• 3.2.1 有机物的作用机制34-35
• 3.2.2 有机物包覆合金粉末原理35-36
• 3.3 粉末流动性研究36
• 3.4 激光快速成形试样制备过程36-38
• 3.4.1 基材预处理36-37
• 3.4.2 成形试样制备流程37-38
• 3.5 激光快速成形试样形貌分析38-40
• 3.5.1 熔覆层宏观形貌分析38-39
• 3.5.2 截面形貌分析39-40
• 3.6 本章小结40-42
• 第4章 试样的性能检测与组织分析42-60
• 4.1 硬度与摩擦磨损性能检测分析42-47
• 4.1.1 马氏体铁基合金不锈钢粉末熔覆层硬度值检测42-44
• 4.1.2 奥氏体铁基合金不锈钢粉末熔覆层硬度值分析44-46
• 4.1.3 实验结果分析46-47
• 4.2 抗拉强度检测与断口分析47-50
• 4.2.1 抗拉强度检测47-48
• 4.2.2 抗拉强度测试试样断口形貌及能谱分析48-49
• 4.2.3 实验结果分析49-50
• 4.3 X射线衍射检测分析50-51
• 4.4 疲劳性能检测与分析51-54
• 4.5 微观结构分析54-56
• 4.6 试样耐腐蚀性检测与分析56-58
• 4.7 本章小结58-60
• 第5章 结论与展望60-62
• 5.1 主要研究结论60-61
• 5.2 研究工作展望61-62
• 参考文献62-70
• 作者攻读硕士期间的科研成果70
• 攻读硕士期间主要参与的科研项目70-72
• 致谢72-73
• 附录73

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