钛/钢层合板激光熔覆制备工艺及性能研究
发布时间：2022-01-03 09:28
工业纯钛作为表层,普通碳钢或低合金钢作为基体,以冶金状态结合而成的钛/钢层合板作为纯钛板的替代品,既具有钛的耐腐蚀性能,又具有碳钢的强度和塑性,且可加工性能大大提高,而成本只有纯钛板的1/5.1/10,已经越来越多的应用于石油化工和海水淡化等领域。目前工业生产金属层合板的主要方法有爆炸法和轧制法,爆炸法不适用与生产总厚度10mm以下的层合板,国内轧制法生产总厚度4mm以下的钛/钢层合板的技术尚不成熟。激光熔覆制备的不锈钢-碳钢层合板具有较好的结合强度,满足相关技术标准,证明激光熔覆是制备总厚度较小的层合板的一种可行的方法。尝试采用激光熔覆制备总厚度为2mm和3mm的钛/钢层合板,并对其组织和力学性能进行相关检测分析,为提高界面结合力采用添加过渡层材料的方法。主要工作和结果如下：（1）研究激光工艺参数对熔覆层质量的影响。通过实验对比,单向送粉双向扫描是较为合适的熔覆工艺方法。采用单因素法分析激光各工艺参数对熔覆层尺寸质量的影响规律,确定合理的激光熔覆工艺参数范围。采用正交试验分析各工艺参数对熔覆层尺寸影响大小关系,并最终确定一组制备层合板的工艺参数,最后采用一定的搭接系数进行激光熔覆搭接...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１钛／钢层合板在工业领域的应用??
化皮和污拒。露出新鲜的基体表面，提高基体表面的激光吸收率，有利于激光溶覆过程??中覆层与基体间实现冶金结合。试验用馆覆层材料为工业纯铁球形粉末，粉末粒度为??４５－９０＾ｉｍ，如图２．１所示。基体和培覆层材料化学成分分别如表２．１和表２．２所示。试验??前需要将待馆覆的钱粉末放入到密闭的干燥箱内，在１２０°Ｃ的条件下进行２个小时以上??的供干处理，以除去粉末中的水分提高粉末的流动性，避免溶覆过程中出现粘粉甚至是??喷嘴堵塞现象的发生。??Ｉ?－?０??Ｐ象？泰１??Ｌ?＾?Ｑ?Ｉ??ｆ?？＾??－．．?ｊＯｆｋ，、’、Ｃ?，?ｉＵｅ??ＩＳｋ?Ｗ２ＯＯＯＯ?ｕｍ｜?ｒ｜??沒．?攀?Ａ?麵議??图２．１工业纯钦粉颗粒形貌??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?ｐｕｒｅ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｐｏｗｄｅｒ??－８－??
该试验是在激光馆覆成形系统上完成的，其系统由激光器、数控加工机床、送粉器、??同轴喷嘴和冷水机五部分构成。其中，激光器为英国ＧＳＩ?ＬＵＭ０Ｎ１ＣＳ公司生产的输出??连续波的ＪＫ１００２型Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器，如图２．２所示。最小输出的激光光斑直径为??１ｍｍ，采用光纤传输，波长为〗０６４ｎｎｉ，峰值功率为２０００Ｗ。??ｈ?Ｉ?二＂?“、；Ｔ?？??＾Ｔｍ??，：丨：??图２．?２?ＪＫ１００２型Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器??Ｆｉｇ．?２．２?ＪＫ１００２?Ｎｄ：ＹＡＧ?ｓｏｌｉｄ?ｌａｓｅｒ??数控系统为新加坡ＲＥＳＥＭ公司所生产精密数控激光加工机床，如图２．３所示。可??实现Ｘ、Ｙ、Ｚ、转动、摆动的五轴联动，其主要性能指标为：Ｘ－Ｙ－Ｚ轴的工作行程为??５００ｘ４００ｘ４００ｍｍ，?Ｘ、Ｙ轴的最大进给速度为ｌＯｍ／ｍｉｎ、Ｚ轴的最大进给速度为５ｍ／ｍｉｎ，??－９－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆不锈钢-碳钢层合板的材料性能[J]. 高美娜,王续跃,徐文骥,郭东明. 激光与光电子学进展. 2014(07)
[2]退火温度对钛钢轧制复合板组织和性能的影响[J]. 阎晓倩,江海涛,曾尚武,刘继雄,段晓鸽. 材料热处理学报. 2013(S1)
[3]钛合金激光熔覆纯铁粉的热力学与组织性能[J]. 段志宇,苏钰,李军. 上海工程技术大学学报. 2013(02)
[4]爆炸焊接参数对钛钢复合板界面波的影响[J]. 王小绪,何勇. 南京理工大学学报. 2013(02)
[5]钛合金表面激光熔覆纯铁涂层显微组织的研究[J]. 黄果,苏钰,段志宇,李军. 上海金属. 2013(02)
[6]加热温度对热轧复合钛/不锈钢板结合性能的影响[J]. 王光磊,骆宗安,谢广明,王立鹏,赵昆. 稀有金属材料与工程. 2013(02)
[7]Nb4Si含量对激光熔覆Ti-Fe合金涂层组织和性能的影响[J]. 王锐,王存山. 中国激光. 2013(01)
[8]钛-钢爆炸复合板的微观组织结构及力学性能[J]. 翟伟国,王少刚,罗传孝. 压力容器. 2012(09)
[9]纯钛表面激光熔覆铁基耐磨涂层结构及摩擦学性能(英文)[J]. 陈建敏,郭纯,周健松. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(09)
[10]钛/钢复合板爆炸焊接实验[J]. 张越举,杨旭升,李晓杰,王勇,姚政,肖辉,赵恩军. 爆炸与冲击. 2012(01)
硕士论文
[1]钛—钢板材爆炸焊接工艺优化与数值模拟[D]. 殷先伟.南京理工大学 2010
[2]钛合金与不锈钢脉冲加压扩散连接工艺及界面结构研究[D]. 袁新建.重庆大学 2006
[3]提高酒钢Q345B板材屈服强度研究[D]. 张怀仁.西安建筑科技大学 2003
本文编号：3566024
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１钛／钢层合板在工业领域的应用??
化皮和污拒。露出新鲜的基体表面，提高基体表面的激光吸收率，有利于激光溶覆过程??中覆层与基体间实现冶金结合。试验用馆覆层材料为工业纯铁球形粉末，粉末粒度为??４５－９０＾ｉｍ，如图２．１所示。基体和培覆层材料化学成分分别如表２．１和表２．２所示。试验??前需要将待馆覆的钱粉末放入到密闭的干燥箱内，在１２０°Ｃ的条件下进行２个小时以上??的供干处理，以除去粉末中的水分提高粉末的流动性，避免溶覆过程中出现粘粉甚至是??喷嘴堵塞现象的发生。??Ｉ?－?０??Ｐ象？泰１??Ｌ?＾?Ｑ?Ｉ??ｆ?？＾??－．．?ｊＯｆｋ，、’、Ｃ?，?ｉＵｅ??ＩＳｋ?Ｗ２ＯＯＯＯ?ｕｍ｜?ｒ｜??沒．?攀?Ａ?麵議??图２．１工业纯钦粉颗粒形貌??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?ｐｕｒｅ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｐｏｗｄｅｒ??－８－??
该试验是在激光馆覆成形系统上完成的，其系统由激光器、数控加工机床、送粉器、??同轴喷嘴和冷水机五部分构成。其中，激光器为英国ＧＳＩ?ＬＵＭ０Ｎ１ＣＳ公司生产的输出??连续波的ＪＫ１００２型Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器，如图２．２所示。最小输出的激光光斑直径为??１ｍｍ，采用光纤传输，波长为〗０６４ｎｎｉ，峰值功率为２０００Ｗ。??ｈ?Ｉ?二＂?“、；Ｔ?？??＾Ｔｍ??，：丨：??图２．?２?ＪＫ１００２型Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器??Ｆｉｇ．?２．２?ＪＫ１００２?Ｎｄ：ＹＡＧ?ｓｏｌｉｄ?ｌａｓｅｒ??数控系统为新加坡ＲＥＳＥＭ公司所生产精密数控激光加工机床，如图２．３所示。可??实现Ｘ、Ｙ、Ｚ、转动、摆动的五轴联动，其主要性能指标为：Ｘ－Ｙ－Ｚ轴的工作行程为??５００ｘ４００ｘ４００ｍｍ，?Ｘ、Ｙ轴的最大进给速度为ｌＯｍ／ｍｉｎ、Ｚ轴的最大进给速度为５ｍ／ｍｉｎ，??－９－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆不锈钢-碳钢层合板的材料性能[J]. 高美娜,王续跃,徐文骥,郭东明. 激光与光电子学进展. 2014(07)
[2]退火温度对钛钢轧制复合板组织和性能的影响[J]. 阎晓倩,江海涛,曾尚武,刘继雄,段晓鸽. 材料热处理学报. 2013(S1)
[3]钛合金激光熔覆纯铁粉的热力学与组织性能[J]. 段志宇,苏钰,李军. 上海工程技术大学学报. 2013(02)
[4]爆炸焊接参数对钛钢复合板界面波的影响[J]. 王小绪,何勇. 南京理工大学学报. 2013(02)
[5]钛合金表面激光熔覆纯铁涂层显微组织的研究[J]. 黄果,苏钰,段志宇,李军. 上海金属. 2013(02)
[6]加热温度对热轧复合钛/不锈钢板结合性能的影响[J]. 王光磊,骆宗安,谢广明,王立鹏,赵昆. 稀有金属材料与工程. 2013(02)
[7]Nb4Si含量对激光熔覆Ti-Fe合金涂层组织和性能的影响[J]. 王锐,王存山. 中国激光. 2013(01)
[8]钛-钢爆炸复合板的微观组织结构及力学性能[J]. 翟伟国,王少刚,罗传孝. 压力容器. 2012(09)
[9]纯钛表面激光熔覆铁基耐磨涂层结构及摩擦学性能(英文)[J]. 陈建敏,郭纯,周健松. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(09)
[10]钛/钢复合板爆炸焊接实验[J]. 张越举,杨旭升,李晓杰,王勇,姚政,肖辉,赵恩军. 爆炸与冲击. 2012(01)
硕士论文
[1]钛—钢板材爆炸焊接工艺优化与数值模拟[D]. 殷先伟.南京理工大学 2010
[2]钛合金与不锈钢脉冲加压扩散连接工艺及界面结构研究[D]. 袁新建.重庆大学 2006
[3]提高酒钢Q345B板材屈服强度研究[D]. 张怀仁.西安建筑科技大学 2003
本文编号：3566024
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