激光熔化沉积成型V-5Cr-5Ti合金的制备、微结构及性能研究

发布时间：2021-11-18 10:46

　　钒合金由于具有独特的性能,如良好的高温强度、低活化特性、耐高强度辐照、耐液态金属腐蚀等,因而成为和聚变堆领域最有应用前景的结构材料。其中关于V-（4-5）Cr-（4-5）Ti合金的制备工艺、微观组织和性能已经在核聚变领域展开深入的研究。传统制备V-（4-5）Cr-（4-5）Ti合金主要为熔铸法和粉末冶金法,但是这些制备方式成本高且效率低。目前,关于激光熔化沉积（LMD）技术已经广泛引起了研究者的兴趣,这种制备方式能够实现高性能的复杂部件的“近净成型”,该技术结合了激光熔覆和快速成型技术,具有节省时间、单步制造和节约原材料等优点。因此,LMD对制备高价值钒合金提供了新的途径。本文首先采用激光熔化沉积的方式进行V-5Cr-5Ti合金单道熔覆层的成型研究,获得了单道熔覆层关键工艺参数,再根据单道熔覆层的实验结果,择优选择典型工艺参数进行V-5Cr-5Ti合金薄壁样件的成型,系统研究了薄壁件成型的工艺参数、微观组织以及力学性能的形成机制。本文第一章,首先概述了钒合金的研究背景及意义,接着详细介绍了V-5Cr-5Ti合金的微观组织、第二相的研究、力学性能和激光熔化沉积的研究现状和原理等,指出了激... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 钒合金的研究背景
    1.2 V-Cr-Ti合金
        1.2.1 概述
        1.2.2 微观组织
        1.2.3 力学性能
        1.2.4 合金中的第二相
    1.3 V-5Cr-5Ti合金的制备
        1.3.1 V-5Cr-5Ti合金的传统制备方式
        1.3.2 激光熔化沉积V-5Cr-5Ti合金的成型原理
    1.4 本文的研究目的及意义
第二章 实验材料、仪器设备及表征测试方法
    2.1 实验原材料和制备仪器
        2.1.1 实验原材料
        2.1.2 实验药品
        2.1.3 实验制备装置及过程
    2.2 热处理实验
    2.3 实验表征方法
        2.3.1 金相显微镜(OM)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 电子背散射衍射(EBSD)
        2.3.4 X射线衍射(XRD)
        2.3.5 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)
    2.4 室温力学性能测试
        2.4.1 显微硬度测试
        2.4.2 室温拉伸性能测试
第三章 激光熔化沉积V-5Cr-5Ti合金组织表征及力学性能
    3.1 引言
    3.2 V-5Cr-5Ti合金单道熔覆层的几何特征及微观组织
        3.2.1 单道熔覆层的几何特征
        3.2.2 单道熔覆层的微观组织
        3.2.3 工艺参数对单道熔覆层特征参数的影响规律
    3.3 激光熔化沉积V-5Cr-5Ti合金薄壁件成型的微观组织
        3.3.1 V-5Cr-5Ti合金薄壁件成型的宏观形貌
        3.3.2 V-5Cr-5Ti合金和粉末的物相分析
        3.3.3 微观组织
        3.3.4 晶粒间竞争生长
        3.3.5 树枝晶生长
        3.3.6 CET转变
        3.3.7 微观组织和织构
        3.3.8 成分分析
    3.4 激光熔化沉积V-5Cr-5Ti合金薄壁成型的力学性能
        3.4.1 激光功率对V-5Cr-5Ti合金显微硬度的影响
        3.4.2 室温拉伸性能及其断口形貌
    3.5 本章小结
第四章 热处理和添加TiC对V-5Cr-5Ti的微观组织和性能的影响
    4.1 引言
    4.2 热处理对V-5Cr-5Ti合金组织结构的影响
        4.2.1 光学显微镜(OM)分析
        4.2.2 电子显微镜(SEM)分析
    4.3 热处理对V-5Cr-5Ti合金性能的影响
    4.4 添加TiC后V-5Cr-5Ti合金微观组织及性能的影响
        4.4.1 添加TiC后V-5Cr-5Ti合金微观组织的演变
        4.4.2 添加TiC对V-5Cr-5Ti合金力学性能的影响
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]Solidification Microstructure of Laser Additive Manufactured Ti—6Al—2Zr—2Sn—3Mo—1.5Cr—2Nb Titanium Alloy[J]. Qiang Zhang,Jing Chen,Lilin Wang,Hua Tan,Xin Lin,Weidong Huang.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(04)
[2]稀土元素钇对粉末冶金制备V-5Cr-5Ti合金微观组织的影响[J]. 程亮,李强,董鲜峰,李启寿,彭丽霞.  粉末冶金材料科学与工程. 2015(01)
[3]V-5Cr-5Ti合金电弧熔炼制备技术[J]. 王志钢,李鱼飞,王震宏,龙波,张新建,罗超.  特种铸造及有色合金. 2011(05)
[4]真空自耗电弧重熔V-4Cr-4Ti合金的微观组织结构[J]. 李鱼飞,罗超,王志钢,任大鹏,贾建平.  中国有色金属学报. 2008(05)
[5]Ti-Al合金定向凝固柱状/等轴晶转变的数值模拟[J]. 王狂飞,米国发,历长云,郭景杰,傅恒志.  特种铸造及有色合金. 2007(09)

硕士论文
[1]激光熔化沉积TA15钛合金组织与性能的研究[D]. 李小榕.燕山大学 2014
[2]V-4Cr-4Ti合金的制备及组织结构研究[D]. 李鱼飞.中国工程物理研究院 2008



本文编号：3502759