3D打印技术研究现状和关键技术

本文首先简要介绍了3D打印技术的基本原理及分类,然后重点介绍了有关金属材料3D打印的几种方法:电子束熔化成形(EBM)、激光选区熔化成形(SLM)、激光快速成形技术(LDMD)。简述了金属材料3D打印的应用领域及国内外发展情况及研究现状。文章最后结合国内外金属材料3D打印的研究现状,指出金属材料3D打印需要在打印用粉末、金属3D打印设备、3D打印零件无损检测方法、3D打印零件的失效行为和寿命预测等方面进行重点研究,并建立3D打印零件的无损检测标准规范以及3D打印材料全面力学性能数据库。

ZM5镁合金TIG焊接接头组织与力学性能

采用TIG焊对ZM5镁合金进行焊接,利用光学显微镜、显微硬度仪和拉伸试验机对ZM5镁合金接头的组织特征和力学性能进行研究。结果表明:ZM5合金TIG焊接接头是由热影响区、部分重熔区和焊缝组成。热影响区组织是由初生α-Mg相基体和主要分布在晶界上的α-Mg+β-Mg17Al12共晶相组成;部分重熔区中共晶相不仅大量析出在晶界上,在晶内也呈现出较均匀的弥散析出,而且其β-Mg17Al12相出现显著长大;焊缝组织则是典型的树枝晶形貌,枝晶为初生α-Mg相,枝晶间是α+β共晶相。组织形貌的差异导致接头各区域有着不同的显微硬度,也使得接头的抗拉强度和塑性都低于母材。

ZTC4钛合金氩弧焊补焊工艺及组织性能研究

针对ZTC4钛合金铸件中出现的裂纹、夹杂等铸造缺陷,对其进行氩弧焊补焊工艺及接头组织性能评价研究。研究发现,补焊后的试板未发现气孔、裂纹等缺陷,焊缝组织由大量针状α′和β相组成;采用焊前预热和焊后热处理能最大程度地减小焊接残余拉应力,防止焊接裂纹的产生;预热焊接+热处理接头的室温拉伸性能最好,与母材相当,室温冲击性能超过母材。

电磁感应加热条件下不同发热体中磁场分布研究

以高纯钼和高纯石墨为发热体材料,研究了电磁感应加热条件下发热体中磁场强度和磁场分布的情况。模拟计算表明,高的电源频率使发热体表面涡流密度大幅增加,加热能量集中且发热体中的感应磁场强度较低,磁场最大值在距离发热体下端3 mm处;随着发热体厚度由3 mm增加到9 mm,磁场屏蔽效果明显增强;高纯钼在较低温度下其电阻率小于高纯石墨,在1400～1600℃附近钼的电阻率急剧增加,该温度下石墨发热体屏蔽掉了74.7%的磁场,而钼发热体仅屏蔽了54.2%的磁场。电磁感应加热石墨发热体在TiAl合金籽晶法定向凝固过程中获得了400 K/cm温度梯度和良好的定向全片层组织。

GH4049合金的大晶粒问题探讨

通过一系列试验,发现GH4049合金出现大晶粒问题与零件的加热速率有密切关系。通过对试验结果进行详细的讨论,得出结论:零件的固溶热处理制度应为A类,即1200℃固溶,到温装炉,保温2h后空冷。

Ti-6211合金大规格棒材的组织和性能

研究了Ф300 mm和Ф350 mm两种大规格Ti-6211合金棒材的组织和性能。结果表明:棒材的横向组织均为两相区变形的等轴晶粒,棒材的组织均匀;由于变形充分,两种大规格的棒材,其二分之一半径处的室温强度明显比中心位置高,而塑性受取样位置的影响较小;两相区的大变形对减少大规格棒材组织和性能的方向性具有明显效果;大规格Ti-6211合金棒材的强度随着试验温度升高而大幅度降低,塑性指标随试验温度的升高而增大,但在高温时波动较大。

热压烧结制备钛基合金TiAl+Ti及其显微结构

在1473 K,30 MPa,1.5 h的热压条件下直接烧结TiAl金属间化合物和Ti混合粉末,制备了钛基合金(TiAl+Ti)样品,采用XRD、SEM研究了2种不同成分配比对烧结产物相组成及显微结构的影响。结果表明,不同成分配比热压烧结体的显微组织分布相差较大,但相组成基本相同;对于TiAl和Ti体积比7:3的钛基合金样品,Ti粉末中Fe元素易于固溶到Ti_2Al和Ti_3Al中,析出相主要由TiAl、Ti_2Al(Fe)、Ti_3Al(Fe)和富Ti相组成;该比例的混合粉末在热压烧结过程中发生了不同程度的扩散反应,最终形成了组织渐变的Ti/Ti_3Al(Fe)//Ti_2Al(Fe)/TiAl显微结构。