Al-Mn-Sc合金的选区激光熔化工艺优化及室温与高温力学性能研究

通过探究能量密度对Al-4.5Mn-1.5Mg-0.6Sc-0.2Zr(wt.%)合金致密度的影响,优化其成形工艺,并进一步分析该合金在时效过程中组织变化及其室温与高温力学性能。结果表明:随着能量密度增大,合金致密度先增后减。当能量密度为77.6 J/mm^(3)时,即激光功率275 W、扫描速率985 mm/s、扫描间距0.12 mm、层厚0.03 mm,可获得致密的、缺陷少的合金材料。沉积态合金显微组织由等轴晶和柱状晶组成,周围分布着细小富Mn相;300℃/5 h时效后,晶内析出大量纳米Al_(3)(Sc,Zr)相。同时,时效后合金表现出优异的室温与高温力学性能,其室温屈服强度、抗拉强度和伸长率分别是500 MPa、536 MPa和12.3%,高温(250℃)屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为224 MPa、299 MPa和11.5%。

选区激光熔化铝合金的组织和性能各向异性研究

基于Al-4.8Mn-1.7Mg-0.75Sc-0.75Zr铝合金,研究了各向异性对合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,选区激光熔化制备出无裂纹致密合金样品,纵截面显微组织有典型熔池结构,由细等轴晶粒和长柱状晶组成,横截面显微组织有条带状结构,由细等轴晶组成。经时效处理后,横向试样屈服强度、抗拉强度和伸长率分别是512 MPa、540 MPa和15%,而纵向试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别是502 MPa、536 MPa和12%,力学性能各向异性不显著。

磷系极压剂在铜板带冷轧乳化液中的应用效果研究

采用四球摩擦试验机分别考察亚磷酸二正丁酯(T304)、磷酸三甲酚酯(T306)和硫代磷酸三苯酯(T309)3种磷系极压剂在基础油中的摩擦学性能,通过铜板带冷轧制实验研究其在乳化液中的润滑作用效果。结果表明,3种含磷添加剂均使基础油的摩擦学性能得到一定程度地提高,其中T304具有优异的承载能力和抗磨减摩性能,其最佳添加量为0.5%～1.5%(质量分数),T306和T309效果较差,且限于中高或中低载荷下工作;T304较T306和T309具有更优异的润滑性能,在轧制过程中有效改善轧制过程特征参数和提高轧件质量,可作为铜板带轧制液高性能的极压抗磨剂。

新型复配极压剂的摩擦磨损性能及对铜带冷轧润滑效果的影响

利用正交试验设计考察了EAK、SCO和T304作为极压添加剂在铜板带冷轧乳液中的综合摩擦学性能,分析影响基础油极压抗磨性能的主要因素;研究不同类型的添加剂复配后的协同润滑特征,优选了最佳的复配比例,并通过轧制试验研究极压剂复配体系的工艺润滑效果.结果表明:添加剂影响基础油极压抗磨性能因素大小顺序为EAK>SCO>T304;硫系添加剂SCO和磷系添加剂EAK复配,可以有效提高润滑油的油膜承载能力和极压抗磨性能,当两者添加比例为6∶1时复配体系协同作用效果最佳;以EAK-SCO体系配制的乳化液能有效减少轧制过程的摩擦,降低轧制能耗,铜带轧后表面十分光洁平整,因此在铜板带轧制润滑中具有良好的应用前景.

添加剂皂化值对铝材轧制油工艺润滑性能的影响

将皂化值不同的两种添加剂加入到基础油中配制成不同浓度的铝材轧制油,通过四球摩擦磨损试验考查添加剂的皂化值对轧制油摩擦学性能的影响,并通过四辊冷轧实验对轧制油轧制工艺润滑效果进行测试,结合退火清洁性实验对两种皂化值不同的添加剂进行综合评价。结果表明:皂化值较高的添加剂配制的轧制油表现出较好的抗磨减摩效果;随着添加剂含量的增加,极性分子在铝材表面的吸附量增大,轧制油的摩擦学性能增强,极压抗磨性能增强,且出现饱和吸附,添加剂皂化值越高,达到饱和吸附的速度越快;皂化值较高的添加剂对轧后铝材退火清洁性影响较小。

水溶性淬火介质JX-1118型在H13等热作模具钢淬火中的应用

用JX-1118水溶液作为淬火介质代替传统淬火油对H13热模具钢进行热处理,考察工件热处理后的机械性能及淬裂情况,并分别测试试样在淬火及两次回火后的洛氏硬度,分析淬火件的各种机械性能。结果表明,该介质具有理想的冷却速度和良好的淬透性,淬火后的工件获得了较理想的硬化层深度,有效地解决了油淬不硬、水淬易裂等问题,同时也改善了工作环境;作为热作模具钢热处理的淬火介质,该溶液最佳浓度为18%～22%。

激光体能量密度对选区激光熔化成形的有限元分析

建立Ti-6Al-4V合金三维有限元模型,探究低功率密度下不同的激光体能量密度对选区激光熔化多层沉积成形过程热行为及热应力演变的影响。本模拟采用热−结构间接耦合的方式计算应力场,利用Sqarse/PCG自动求解器增加其收敛性。结果表明:随着低功率密度下激光体能量能量密度从37.04 J/mm^(3)增加至74.07 J/mm^(3),温度分布具有相似的变化趋势,熔池深度及宽度先增大后趋于平稳,实验熔宽与模拟结果基本一致。随着激光体能量密度的增加,整体残余应力呈减小趋势,降幅6.30%。表面应力呈“条带状”周期性分布,应力集中处于扫描轨道的搭接区域,基板层边缘处应力较大。通过对比模拟与实验层间残余应力结果,可见随着体能量密度的增加两者具有相同的变化趋势,最大偏差6.28%。在能量密度为37.04~74.07 J/mm^(3)范围内,经线性拟合后,模拟/实验层间残余应力与硬度值呈反比关系。

基于激光直接沉积技术的增减材复合制造核用304L不锈钢接头性能研究

针对3D打印技术设计自由、几何柔度高和成形复杂结构的技术优势,结合传统制造加工成本低、效率高的工艺特点,以核用304L奥氏体不锈钢为研究对象,基于激光直接沉积(DLD)技术开展了传统轧制与选区激光熔化(SLM)3D打印成形304L零部件增减材复合制造工艺研究,对304L核用不锈钢进行了DLD工艺参数验证,包括显微组织、拉伸和冲击力学性能、以及晶间腐蚀性能测试。研究发现,DLD成形的核用304L不锈钢具有高的性能稳定性,平行样品之间离散小,材料拉伸强度、塑性延伸率、冲击韧性及晶间腐蚀性能均满足材料验收性能要求。采用验证后的DLD工艺对SLM材料和传统轧板进行连接,连接部位熔合良好,无影响接头性能的显微裂纹及沉淀物析出,材料表面无损检测满足验收要求。基于DLD技术的传统工艺与SLM增减材复合制造工艺,综合了传统工艺与3D打印的工艺技术优势,性能满足验收要求。

当前选区激光熔化铝合金的研究综述

在现代工业技术飞速发展的背景之下,铝合金的新兴加工技术成为了各方关注的交代你。本文将对选取激光融化技术进行研讨,并切对其在铝合金领域的应用深入研究,从铝合金的独特性以及工业需求入手,分析选区激光融化技术的先进设备、工作原理以及在实际中的应用。通过对铝合金材料属性、激光融合技术地位以及工程应用方面的研究,为读者提供该前沿领域的深层次知识,助力未来该领域的研究与应用。

选区激光熔化Mar-M509合金成形性能及热处理工艺研究

针对选区激光熔化(SLM)成形Mar-M509合金进行了打印工艺参数优化,得到孔隙和微裂纹较少的优化工艺参数。并设计固溶、固溶+时效2种热处理制度,研究热处理对显微组织及力学性能的影响。与直接打印态样品相比,热处理主要导致2种析出相的产生,亮白色近圆形富Cr-Co碳化物颗粒和暗灰色不规则长条形富Ta-W碳化物。室温拉伸试验结果表明,沉积态样品表现出高的抗拉强度和屈服强度,固溶热处理后的抗拉强度降低500 MPa,固溶+时效热处理后抗拉强度下降约350 MPa。造成强度降低的主要原因是热处理过程中发生了晶粒粗化和残余应力消除。固溶处理后样品中析出物以富Cr-Co碳化物为主,少量大尺寸Ta-W碳化物沿晶界析出。固溶+时效处理后Ta-W碳化物含量增加,以沿晶界和晶内2种方式存在。热处理后材料塑性未得到改善,2种热处理制度均导致产生大量沿晶界析出的碳化物,推测会对材料塑性产生不利影响。为了改善SLMMar-M509的强度和塑性,需通过热处理工艺对析出碳化物的尺寸和分布进一步调控。