激光直接沉积24CrNiMoY合金钢缺陷研究
发布时间：2021-03-09 21:10
激光直接沉积技术作为当今创造业的研究热点,正处于快速发展的阶段当中。激光增材制造技术是一个多物理场耦合的过程,成形过程中由于受到温度、工艺参数、扫描方式等因素的影响,会导致沉积层样品中出现夹杂缺陷、裂纹缺陷、气孔缺陷等。缺陷的存在会影响成形零件的力学性能,在工业生产中制备的成形零件都要避免这些缺陷的存在,因此需要对缺陷的行为规律及形成原因进行研究。为了研究缺陷的行为规律,使用光纤激光器在Q235钢基板上对24CrNiMoY合金钢粉末进行激光直接沉积。采用激光直接沉积技术制备了三套不同参数下的24CrNiMoY合金钢样品。第一套改变扫描速度（5 mm/s、6 mm/s、7 mm/s、8 mm/s）来优化工艺参数;第二套改变沉积层层数（3层、5层、7层）;第三套改变扫描方式（相邻层间扫描方向夹角分别为0o、45o、90o）。通过金相、扫描、硬度、拉伸、致密度等实验方法对沉积样品进行表征。对三种不同参数下沉积层样品中的缺陷行为以及力学性能进行研究。研究结果如下:当扫描速度发生改变时,沉积层样品中发现了夹杂缺陷和裂纹缺陷。本实验...
【文章来源】：沈阳师范大学辽宁省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光直接沉积技术原理图
激光直接沉积24CrNiMoY合金钢缺陷研究-12-表2.3Q235室温性能Table2.3Q235roomtemperatureperformance密度g/cm3硬度/HV抗拉强度/Mpa熔点/oC热膨胀系数弹性模量/Cpa7.85≦165375～46014931.22102.2DLD系统2.2.1实验设备本实验选用美国IPG公司生产的YLS-1000W光纤激光器作为激光直接沉积成形设备。其DLD成形系统，是由东北大学自主设计并安装搭建的，成形系统中除YLS-1000W光纤激光器外、还有保护气氛控制装置、循环冷却设备、环形同轴送粉装置（东北大学自主设计并安装搭建）、循环冷却设备以及用于参数调整、沉积过程运行控制的计算机软件及系统。在激光直接沉积过程中，要不断吹人保护气，该过程中使用的保护气体为氩气，防止成形过程中氧元素进入，发生氧化反应，产生缺陷。DLD成形系统示意图如图2.1所示，YLS-1000W光纤激光器设备参数如表2.4所示。图2.1DLD成形系统示意图Fig.2.1SystemschematicofDLDprocess
激光直接沉积24CrNiMoY合金钢缺陷研究-15-图2.2拉伸试样尺寸Fig.2.2Tensilegeometricsize2.3.5致密度分析及原理根据阿基米德排水法原理进行致密度实验。先把待实验的样品用240-800号砂纸进行处理，把样品周围磨平，去除氧化皮等杂物，处理完毕后用酒精冲洗，烘干待用。然后使用电子天平测量出样品的干重m1,湿重m2，浮重m3(通常使用蒸馏水)。步骤为：先使用精度为0.0001g的电子天平先分别测量不同样品的干重m1，然后将待测样品放入广口瓶中，加入水使样品浸没，与真空泵相连，用真空泵抽真空，持续20min后取出样品，放在水中分别测量出浮重并记为m3，捞出样品后用滤纸擦干净水珠，再次测量记为湿重m2。最后应用公式（2-1）计算得到样品的致密度：=(2-1)式中：m1—样品干重，g；m2—样品湿重，g；m3—样品浮重，g。ρ0值取水的密度。Unit:mmR=3.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]扫描路径对激光立体成形TC4构件热-力场的影响[J]. 鹿旭飞,林鑫,马良,曹阳,黄卫东. 材料工程. 2019(12)
[2]能量密度对激光直接沉积24CrNiMoY合金钢缺陷的影响[J]. 黄涛,张欣,陈岁元,郭倩,智彤彤,周林. 沈阳师范大学学报(自然科学版). 2019(06)
[3]激光增材制造技术及现状研究[J]. 胡美娟,吉玲康,马秋荣,池强. 石油管材与仪器. 2019(05)
[4]激光增材制造技术在铸造中的应用[J]. 段国庆,冯涛,孙建民,唐光东. 铸造技术. 2019(07)
[5]FGH96激光熔化沉积成形过程对组织与性能的影响[J]. 刘帅,张雪,于海鑫,刘常升. 航空制造技术. 2019(Z1)
[6]3D打印技术在金属铸造领域的研究现状与展望[J]. 段望春,高佳佳,董兵斌,李研,刘少伟,楚珑晟. 铸造技术. 2018(12)
[7]24CrNiMo激光沉积技术在高铁动车组制动盘制造中的应用[J]. 耿靖贺,焦建强,朱平,丁成钢. 铁道机车与动车. 2018(12)
[8]激光熔化沉积成形缺陷及其控制方法综述[J]. 彭谦,董世运,闫世兴,门平,王斌. 材料导报. 2018(15)
[9]激光增材制造金属零件内应力调控研究现状[J]. 李少海,李昭青. 特种铸造及有色合金. 2018(02)
[10]金属零件激光选区熔化技术的现状及进展[J]. 杨永强,陈杰,宋长辉,王迪,白玉超. 激光与光电子学进展. 2018(01)
硕士论文
[1]钛合金激光增材制造缺陷研究[D]. 李永涛.大连理工大学 2017
[2]Inconel 718合金选区激光熔化温度场及微熔池传热研究[D]. 王佳琛.哈尔滨工业大学 2016
[3]激光直接沉积Ti60合金组织与性能研究[D]. 蒋帅.中国石油大学(华东) 2014
本文编号：3073482
【文章来源】：沈阳师范大学辽宁省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光直接沉积技术原理图
激光直接沉积24CrNiMoY合金钢缺陷研究-12-表2.3Q235室温性能Table2.3Q235roomtemperatureperformance密度g/cm3硬度/HV抗拉强度/Mpa熔点/oC热膨胀系数弹性模量/Cpa7.85≦165375～46014931.22102.2DLD系统2.2.1实验设备本实验选用美国IPG公司生产的YLS-1000W光纤激光器作为激光直接沉积成形设备。其DLD成形系统，是由东北大学自主设计并安装搭建的，成形系统中除YLS-1000W光纤激光器外、还有保护气氛控制装置、循环冷却设备、环形同轴送粉装置（东北大学自主设计并安装搭建）、循环冷却设备以及用于参数调整、沉积过程运行控制的计算机软件及系统。在激光直接沉积过程中，要不断吹人保护气，该过程中使用的保护气体为氩气，防止成形过程中氧元素进入，发生氧化反应，产生缺陷。DLD成形系统示意图如图2.1所示，YLS-1000W光纤激光器设备参数如表2.4所示。图2.1DLD成形系统示意图Fig.2.1SystemschematicofDLDprocess
激光直接沉积24CrNiMoY合金钢缺陷研究-15-图2.2拉伸试样尺寸Fig.2.2Tensilegeometricsize2.3.5致密度分析及原理根据阿基米德排水法原理进行致密度实验。先把待实验的样品用240-800号砂纸进行处理，把样品周围磨平，去除氧化皮等杂物，处理完毕后用酒精冲洗，烘干待用。然后使用电子天平测量出样品的干重m1,湿重m2，浮重m3(通常使用蒸馏水)。步骤为：先使用精度为0.0001g的电子天平先分别测量不同样品的干重m1，然后将待测样品放入广口瓶中，加入水使样品浸没，与真空泵相连，用真空泵抽真空，持续20min后取出样品，放在水中分别测量出浮重并记为m3，捞出样品后用滤纸擦干净水珠，再次测量记为湿重m2。最后应用公式（2-1）计算得到样品的致密度：=(2-1)式中：m1—样品干重，g；m2—样品湿重，g；m3—样品浮重，g。ρ0值取水的密度。Unit:mmR=3.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]扫描路径对激光立体成形TC4构件热-力场的影响[J]. 鹿旭飞,林鑫,马良,曹阳,黄卫东. 材料工程. 2019(12)
[2]能量密度对激光直接沉积24CrNiMoY合金钢缺陷的影响[J]. 黄涛,张欣,陈岁元,郭倩,智彤彤,周林. 沈阳师范大学学报(自然科学版). 2019(06)
[3]激光增材制造技术及现状研究[J]. 胡美娟,吉玲康,马秋荣,池强. 石油管材与仪器. 2019(05)
[4]激光增材制造技术在铸造中的应用[J]. 段国庆,冯涛,孙建民,唐光东. 铸造技术. 2019(07)
[5]FGH96激光熔化沉积成形过程对组织与性能的影响[J]. 刘帅,张雪,于海鑫,刘常升. 航空制造技术. 2019(Z1)
[6]3D打印技术在金属铸造领域的研究现状与展望[J]. 段望春,高佳佳,董兵斌,李研,刘少伟,楚珑晟. 铸造技术. 2018(12)
[7]24CrNiMo激光沉积技术在高铁动车组制动盘制造中的应用[J]. 耿靖贺,焦建强,朱平,丁成钢. 铁道机车与动车. 2018(12)
[8]激光熔化沉积成形缺陷及其控制方法综述[J]. 彭谦,董世运,闫世兴,门平,王斌. 材料导报. 2018(15)
[9]激光增材制造金属零件内应力调控研究现状[J]. 李少海,李昭青. 特种铸造及有色合金. 2018(02)
[10]金属零件激光选区熔化技术的现状及进展[J]. 杨永强,陈杰,宋长辉,王迪,白玉超. 激光与光电子学进展. 2018(01)
硕士论文
[1]钛合金激光增材制造缺陷研究[D]. 李永涛.大连理工大学 2017
[2]Inconel 718合金选区激光熔化温度场及微熔池传热研究[D]. 王佳琛.哈尔滨工业大学 2016
[3]激光直接沉积Ti60合金组织与性能研究[D]. 蒋帅.中国石油大学(华东) 2014
本文编号：3073482
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