3D打印TiNi记忆合金组织、性能研究

发布时间：2022-12-10 04:41

　　TiNi形状记忆合金在工业智能化控制、连接以及医疗人工关节和轻量化设计制造方面具有重要的应用价值。3D打印是近年来发展起来的材料结构一体化设计和制造的新技术。其中,3D打印TC4钛合金器件已经得到了实际应用,而TiNi形状记忆合金的3D打印近年来才得到发展。激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术作为典型（3D打印）增材制造技术的一种,已经得到了广泛的关注并且逐步在材料科学研究和工业生产中得到应用。SLM制备TiNi形状记忆合金目前仍然处于起步阶段,因此完善材料的粉末制备过程、打印参数的调整、组织和性能及热处理改性,以及对3D打印制造TiNi形状记忆合金综合性能的把握和性能的数据积累显得尤为重要。本论文在240kg级Ti-50at%Ni铸锭制备、EIGA制备Ti-Ni混合粉末、激光选区熔化成形TiNi形状记忆合金样品上开展研究,主要开展SLM成形TiNi形状记忆合金打印参数、样品组织、性能的研究。使用光学显微镜及扫描电子显微镜分析样品组织,阿基米德排水法测量样品密度,DSC测得样品相变过程,全自动显微硬度计测量样品表面维氏硬度,拉伸试验机测得拉伸行为,... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 TiNi基形状记忆合金基本概念
        1.2.1 形状记忆合金的发展
        1.2.2 TiNi形状记忆合金的微观结构
        1.2.3 TiNi形状记忆合金相变及其影响因素
        1.2.4 TiNi形状记忆合金的应用
    1.3 TiNi形状记忆合金的制备方法
        1.3.1 TiNi合金的熔炼
        1.3.2 TiNi合金的加工
    1.4 TiNi形状记忆合金的增材制造
        1.4.1 SLM成型工艺特点
        1.4.2 SLM成型工艺关键点
    1.5 本课题的研究意义及主要研究内容
第2章 实验材料、设备与方法
    2.1 实验路线
    2.2 实验材料制备与工艺
        2.2.1 TiNi形状记忆合金粉末制备工艺
        2.2.2 SLM工艺
        2.2.3 热处理工艺
    2.3 样品制备
        2.3.1 金相样品制备
        2.3.2 拉伸样品制备
        2.3.3 弹性模量样品制备
        2.3.4 DSC(Differential Scanning Calorimeter)样品制备
    2.4 实验方法
        2.4.1 显微组织观察及微区成分分析
        2.4.2 拉伸实验
        2.4.3 DSC实验
        2.4.4 硬度实验
        2.4.5 密度实验
第3章 TiNi记忆合金SLM成形工艺和组织研究
    3.1 SLM成形TiNi记忆合金工艺参数研究
    3.2 SLM成形TiNi记忆合金物相
    3.3 热处理工艺对SLM成形TiNi记忆合金的影响
        3.3.1 热处理工艺对密度的影响
        3.3.2 热处理工艺对物相的影响
        3.3.3 热处理工艺对微观组织的影响
    3.4 本章小结
第4章 SLM成形TiNi记忆合金性能研究
    4.1 SLM成形TiNi记忆合金的相变行为
    4.2 SLM成形TiNi记忆合金样品力学性能研究
        4.2.1 SLM成形TiNi记忆合金表面硬度变化
        4.2.2 SLM成形TiNi记忆合金的拉伸性能
        4.2.3 SLM成形TiNi记忆合金的形状记忆效应
        4.2.4 SLM成形TiNi记忆合金的刚度
        4.2.5 SLM成形TiNi记忆合金弹性模量
    4.3 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学期间研究成果
致谢



本文编号：3716080