FeCoCrNiAl高熵合金涂层的等离子熔覆工艺研究

采用等离子熔覆技术在45号钢基体表面制备FeCoCrNiAl高熵合金涂层,研究熔覆电流和离子气流量对涂层表面形貌及孔隙率的影响。结果表明,当熔覆电流为180 A、离子气流量为2.5 L/min、熔覆速度为100 cm/min时,制备出的FeCoCrNiAl合金涂层与基体结合良好、无裂纹,孔隙率达到最低值0.0276%。该工艺制备的FeCoCrNiAl合金涂层高熵效应显著,但组织中除了具有BCC结构相以外,还存在具有FCC结构的Fe-Cr相、Ni-Co相、富Ni相、富Al相等成分。FeCoCrNiAl高熵合金涂层的显微硬度为500 HV,达到45钢基体的2倍以上。

中双链刮板输送机复合断链检测系统的设计

中双链刮板输送机其机槽较宽且输送量大,其断链事故所带来的影响不言而喻。减小断链所造成的破坏程度和降低事故后的维修难度直接影响着企业的生产效率。目前本领域的断链检测较为单一,响应不够及时,可靠性有待考量。应用于中双链刮板输送机、通过多种组合、结合刮板输送机的结构点,可灵活布置的复合式断链检测系统,提高断链事故发生时响应速度,大大增加了断链检测的及时性,减小因断链带来的破坏和损失,为刮板输送的智能生产和在线监测提供一种可靠方法。

SiC添加对W/AgCuTi/Cu钎焊接头组织与力学性能的影响

为研究碳化硅(SiC)添加对缓解钨-铜钎焊接头残余应力的作用效果及机理,采用真空钎焊技术获得不同碳化硅含量(质量分数为0~20%)的W/SiC-AgCuTi/Cu钎焊接头,分析焊接接头组织演变及剪切性能变化规律.结果表明,随着SiC含量的增加,钎焊接头剪切强度先提升后降低.当SiC的质量分数为10%时,钎焊接头的剪切强度达到峰值120 MPa,比未添加SiC的焊接接头强度提升45%左右.分析认为,少量(质量分数为0~10%)的SiC硅在W-Cu焊缝组织中较均匀分布,可有效缓解母材热失配带来的焊接残余应力,提升焊接接头强度.但过量(质量分数为20%)的SiC易在焊缝组织中聚集成大尺寸块体,剪切过程中形成应力集中,不利于焊接接头强度进一步提升.创新点:(1)通过向焊料添加SiC的方式有效释放了W-Cu钎焊接头的残余应力.(2)有限元模拟结合试验表征阐释了不同SiC含量的W-Cu钎焊接头断裂机制.

增材制造复杂金属构件表面抛光技术

增材制造可以满足航空航天领域对零件的高复杂性、高性能、轻量化以及多功能化的要求,但其制造复杂金属零件时在综合性能、表面质量和成形精度上仍然存在不足,必须经过表面抛光处理才能达到航空航天零件高使役性要求。通过综合国内外文献资料,详细介绍了化学抛光、电解抛光、磨粒流抛光和激光抛光这4种可达性较强的表面抛光技术的原理方法以及应用现状,接着分析了增材制造技术和表面抛光技术的发展趋势,最后进行了总结和展望。提出增材制造与表面抛光工艺相结合的工艺优化思想,并指出研制绿色智能的一体化技术装备是当前面临的重大挑战。

选区激光熔化316L不锈钢成型工艺及其性能研究

采用选区激光熔化的方法,对激光扫描速度和激光功率等工艺参数进行优化,研究试样的拉伸性能、致密度及组织结构,分析选区激光熔化工艺参数对力学性能及组织的影响.结果表明:激光扫描速度为800~1 000 mm/s,功率为200~250 W的工艺参数条件可以获得较高力学性能,激光扫描速度和激光功率对力学性能的影响曲线为抛物线型.

316L不锈钢选区激光熔化成形不同方向组织与力学性能研究

采用选区激光熔化技术成形316L不锈钢试样,对平行(XY方向)和垂直(XZ方向)激光扫描方向进行了显微组织结构、显微硬度、拉伸冲击性能和耐腐蚀性能研究。结果表明,XY方向和XZ方向在成形过程中因多种因素影响,组织形貌差异显著。XY方向形成细小等轴胞状晶体,XZ方向则因热流和散热方向导致柱状晶体沿熔道外延生长。显微硬度方面,XY方向平均值为307.98HV_(0.2),XZ方向为260.78HV_(0.2),差异不显著。拉伸件表现出良好力学特性,XY方向优于XZ方向。SEM观察显示拉伸件断口具有典型韧性断裂特征。XY方向因表面微小晶体和低孔隙率,钝化膜密度和完整性提升,耐腐蚀性高于XZ方向。

线能量密度对选区激光熔化制备316L不锈钢缺陷的影响

在拥有自主知识产权的TB-100选区激光熔化设备上制备316L不锈钢。通过金相显微镜对比研究了不同工艺参数(激光功率、扫描速度和扫描间距)下,成形件的低倍缺陷,主要为气泡、孔隙、微裂纹和宏观裂纹;借助扫描电子显微镜和能谱仪,研究了缺陷微观形貌特征和成分,分析了各类缺陷形成机理。结果表明,孔隙主要为圆气泡性孔隙、不规则形状工艺性孔隙和氧化物夹杂,气泡主要为氢气泡和氮气泡,而微裂纹主要为贯穿性孔隙以及内应力过大导致的热裂纹,宏观裂纹主要为由于残余应力过大导致的层状裂纹,属于冷裂纹。引入线能量密度(E=P/v)为综合参数,随着线能量密度的增大,孔隙逐渐减少,但是当线能量密度达到400 J/m时,出现裂纹,且大量出现气泡缺陷,随着线能量密度的继续增大,裂纹逐渐增多;当线能量密度达到583 J/m时,主要为裂纹缺陷,气泡减少;当线能量密度达到875 J/m时,裂纹呈条状且尺寸明显增大,裂纹与裂纹之间已相互连接。经分析测试验证,316L不锈钢较优的工艺参数为激光功率190～210 kW,激光扫描速度800～1 000 mm/s,扫描间距0.90～0.11 mm,此区间线能量密度200 J/m左右,无裂纹,基本无气泡,存在少量孔隙,产品致密度达99.7%。

选区激光熔化制备316L不锈钢成形工艺参数对致密度的影响和优化

为提高采用选区激光熔化技术制备316L不锈钢的致密度,设计影响致密度的主要工艺参数(激光功率和激光扫描速度)进行优化实验,并借助金相显微镜、扫描电镜分析了激光功率和激光扫描速度对孔隙、裂纹和气泡的影响。引入线能量密度,综合表征了工艺参数对致密度的影响,建立了适用于桌面式金属3D打印机的316L不锈钢致密度的预测数学模型。结果表明:激光功率和激光扫描速度对成形件的致密度具有显著的影响,线能量密度在175~250 J·m^-1范围内时,316L不锈钢成形件的致密度达到99.95%以上;激光功率为200 W、激光扫描速度为900 mm·s^-1时,致密度达到99.98%。

基于选区激光熔化的316L不锈钢的裂纹形成规律及机理

采用选区激光熔化(SLM)技术制备了316L不锈钢,分析了激光功率、扫描速度和扫描间距与成形件裂纹的变化规律,研究了裂纹形貌、化学成分、析出相种类和晶粒尺寸,获得了不同位置处裂纹的组织结构和形成机理。结果表明,裂纹主要为微孔聚集形裂纹、气泡聚集形裂纹和热裂纹。随着线能量密度的增大,微孔聚集形裂纹和气泡聚集形裂纹数目先增加后减少,热裂纹单向逐渐增多。优化工艺参数(线能量密度为222.2J/m,激光功率为200W,激光扫描速率为900mm/s)下,获得了无裂纹、无气泡、少量孔隙的成形件。

选区激光熔化制备316 L不锈钢镂空件实验研究

为研究选区激光熔化技术制备复杂金属零部件的最小结构尺寸和精度,设计了结构尺寸为0.3,0.4和0.5 mm的3种316 L不锈钢金属镂空件,在具有完全自主产权的TB100激光选区熔化设备上进行实验,采用常规工艺参数（扫描间距为0.11mm,扫描速度为640 mm·s^-1,激光功率为160 W）制备3种样品,获得了产品尺寸精度和形状精度,借助于金相显微镜、扫描电镜等设备,分析了样品组织和缺陷形式。研究表明：在此工艺参数下,可以获得最小尺寸为0.3 mm的316 L不锈钢镂空零件,产品尺寸精度误差为0.02 mm;样品内部结构孔隙、氢气孔和氮气孔多,存在严重的球化现象,改用氩气为保护气体可减少气泡缺陷。

选区激光熔化316L不锈钢成形工艺与性能研究

选择低成本的316L不锈钢旧粉进行选区激光熔化(SLM)成形,拟通过工艺参数优化和热处理来提高产品的性能。采用平均粒径为27.6μm的316L不锈钢旧粉,在不同的工艺参数下制备多组试样,然后进行微观形貌观察和力学性能测试;选取成形性能较优的试样,研究不同冷却方式的热处理工艺对试样力学性能、耐蚀性以及组成相的影响。研究结果表明:激光能量密度为54 J/mm^(3)时,试样的成形性能(硬度、抗拉强度、延伸率等)最佳,且激光能量密度一定时,成形性能与激光功率、扫描速度密切相关;热处理后,试样表现为硬度和抗拉强度下降,延伸率和耐蚀性增大,奥氏体组织未发生转变,仅晶粒尺寸变大。使用316L不锈钢旧粉进行SLM成形时,选择适宜的成形参数与热处理方法可以使成形件具有优良的力学性能。