多种倾角类比SLM成形TC4复杂曲面构件性能

为探究SLM成形TC4钛合金高性能复杂曲面构件,选择激光束垂直基板扫描,成形与Y轴成0°、30°、45°、60°四个典型倾角结构作类比分析,探讨倾斜角度对SLM成形件表面形貌、内部组织及力学性能的影响。为提高SLM成形复杂构件的综合性能,对45°倾斜角试样进行固溶处理和完全退火处理分析,讨论热处理对45°倾斜角试样的拉伸性能及断口形貌的影响。结果表明:不同倾角的TC4试样表面存在球化、沟壑、沟脊和未溶粉末粘连等缺陷,且倾斜角度越大,表面沟壑和沟脊缺陷越明显;而试样倾角变化对其内部组织和显微硬度影响较小。经950℃固溶处理后的试样,α相溶解,强度明显下降;固溶处理试样断口形貌韧窝面积大且深,试样塑性增加,与强度分布特征相符。由此可推测,SLM成形复杂曲面构件的表面缺陷较多,但内部组织性能相对均衡,且固溶处理能够减少内部缺陷,提高构件综合性能。

SLM成形316L不锈钢热处理过程中显微组织演变

采用金相显微镜对SLM成形316L不锈钢有无压应力热处理过程中显微组织的演变进行了研究。结果表明,未施加压应力时,当试验钢加热至900~1200℃,发生再结晶,晶粒细化,随加热温度升高、保温时间延长,再结晶完成后晶粒明显长大粗化,显微组织鱼鳞状特征消失,晶界趋于平直化;试验钢在30~50 MPa压应力状态下,加热至600~1200℃,再结晶明显,随加热温度升高,再结晶完成后晶粒明显长大,晶粒呈等轴状、块状,晶界平直。试验钢通过热处理再结晶可改变显微组织的形貌;对试验钢施加压应力,可有效促进再结晶,优化显微组织形貌。通过控制加热温度、保温时间、压应力等参数,可有效控制试验钢显微组织。

四臂螺旋天线一体化设计与SLM成形

针对当前星载四臂螺旋天线设计复杂、加工难度大、生产周期长等问题,同时为满足其高可靠、低成本、快速制造的需求,提出了一种基于激光选区熔化成形技术(SLM)的四臂螺旋天线一体化设计与制备方法。该方法结合SLM成形工艺特点,对四臂螺旋一体化天线进行了电设计与结构设计,并通过SLM工艺参数优化,完成了一体化四臂螺旋天线的制备。零件数由原来的11个缩减为3个,天线重量大幅降低;同时力学性能显著提高,电性能满足设计要求,证明了基于SLM成形工艺的四臂螺旋天线一体化设计和制备方法的可行性。

选区激光熔化成形与热轧316L不锈钢的组织与性能

采用金相法、拉伸试验和冲击试验等方法对SLM成形316L不锈钢与热轧316L不锈钢显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:热轧316L不锈钢为尺寸细小、均匀的等轴状奥氏体组织;SLM成形316L不锈钢组织粗大,与扫描平面平行的平面上的组织为柱状形貌,与扫描平面垂直的平面上的组织为鱼鳞状形貌;SLM成形316L不锈钢的强度、硬度较热轧316L不锈钢高,而其韧塑性远低于热轧316L不锈钢;SLM成形316L不锈钢柱状晶长度方向强度、韧塑性等力学性能均优于宽度方向的。

铝合金汽车发动机缸盖复杂结构的SLM制造工艺研究

针对传统汽油发动机缸盖开模铸造周期长、影响研发效率的问题,开展基于激光选区熔化(SLM)工艺的发动机3D打印适应性设计及工艺研究。提出一种基于SLM技术的发动机缸盖成形方案,并进行了成形验证。打印了国内首次有报道的原尺寸3D打印发动机缸盖结构样件,尺寸(长、宽、高)分别为318.4、232.48和107.4mm,与设计尺寸相比,偏差<0.5mm,非加工面的表面粗糙度为Ra3.313~Ra5.619μm,内部无明显裂纹、缩孔。随炉试样拉伸强度为468~478MPa。

316L不锈钢不同取向压痕应变率敏感性研究

本研究探讨了不同取向对激光选区熔化(SLM)成形316L不锈钢力学性能的影响.使用纳米压痕测试系统对SLM成形316L不锈钢扫描平面方向和叠加成形方向两个取向的试样进行测试,并通过相关计算得出了材料在这两个方向的弹性模量、硬度、应变率敏感性指数等力学参数.实验结果表明,扫描平面方向的弹性模量和叠加成形方向的弹性模量基本相同;在相同的压入应变率下,扫描平面方向的硬度大于叠加成形方向的硬度;而对于不同的压入应变率,在高应变率下的压痕硬度相对较大;随着压入深度的增加,硬度逐渐减小并趋于稳定值.此外,本研究分析了不同压入应变率下硬度和应变率敏感性指数m的压痕尺寸效应,并得到与尺寸无关的硬度和应变率敏感性指数m.最后,通过引入扫描平面方向准静态宏观压缩工况下的应变率敏感性指数m加以验证本研究的合理性,揭示了SLM成形316L不锈钢在不同取向上应变率敏感性的差异,进而为研究准静态宏观压缩下叠加成形方向的应变率敏感性提供了支撑.