激光增材制造H13钢及回火处理的组织和性能

利用激光增材制造技术成功制备了H13钢,并研究了回火处理对其显微组织和性能的影响。通过光学显微镜、SEM以及XRD衍射仪对各试样进行分析。结果表明,激光增材制造H13钢显微组织主要为马氏体、残余奥氏体以及细小碳化物,回火处理使得马氏体向回火马氏体转变,同时有细小合金碳化物析出。当回火温度超过550℃时,碳化物开始粗化。随回火温度升高,显微硬度呈先升后降的趋势。550℃回火后,试样硬度达到峰值600 HV_(0.3)。摩擦磨损测试结果表明,不同处理状态下各试样主要以粘着磨损为主,同时包含轻微氧化磨损。与沉积态试样相比,550℃回火后,试样耐磨性提高了2倍;650℃回火2 h后,由于基体软化,试样的耐磨性能最差。拉伸测试表明,当回火温度低于550℃时,断口主要以解理断裂为主,550℃回火时抗拉强度最大,为1 928.2 MPa,延伸率为6.4%;当回火温度升高到600~650℃时,断口呈现出韧性断裂,抗拉强度降低,延伸率增大。

建筑用玻璃/不锈钢、玻璃/钛合金激光焊接机理研究

开展了玻璃/不锈钢和玻璃/钛合金的激光焊接试验研究,重点分析了焊缝的断口形貌、截面形貌及焊缝处物相的差异。结果表明,玻璃/不锈钢、玻璃/钛合金焊接的机理类似,焊缝中玻璃与金属形成的镶嵌结构及分布在界面处的粘附物是两者能连接的主要原因;玻璃与钛合金的线膨胀系数差异较小是玻璃/钛合金焊接件拉断力高的主要原因;激光作用下玻璃与钛合金形成化学结合,生成化合物Ti5Si3,而玻璃与不锈钢主要为机械混合。

激光增材制造(3D打印)制备钛合金的微观组织研究

Ti6Al4V合金作为医用人工关节材料,具有生物相容性好、综合力学性能优异、耐腐蚀能力强等优点,但现有的制备技术制约了其在生物临床医学应用方面的推广和应用。采用激光增材制造(3D打印)技术制备Ti6Al4V合金,并对其微观组织演变规律进行了研究。研究结果表明,多孔Ti6Al4V合金的微观组织由贯穿多个熔覆层且呈外延生长的粗大柱状晶组成,柱状晶的生长方向沿着堆积层的方向生长,由于温度梯度的影响,远离基材区域的晶粒尺寸大于靠近基材区域的晶粒尺寸,原始柱状晶的内部微观组织由细针状"相马氏体组成。

Zr对激光增材制备镁合金组织及性能的影响

激光增材制造技术是一种典型的快速成形技术,运用高能激光束熔化金属粉末逐层堆积,可直接成形复杂高性能金属零部件。采用激光增材制造技术沉积镁合金,研究了Zr元素对镁合金的组织及性能的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计及XRD衍射仪对沉积试样进行相关分析。结果表明,激光增材制造镁合金的晶粒粒径(约10μm)比传统铸造法得到的晶粒(约500μm)更为细小;与此同时,和传统铸造法相比,增材制造试样的硬度也有明显的提高。在金属粉末中添加适量的Zr元素后,Zr在α-Mg结晶过程起到异质形核的作用使沉积试样晶粒得到进一步细化,同时硬度也有提高达到70.0HV。

激光封接玻璃与可伐合金的抗拉性能及其原理分析

以普通玻璃与可伐合金为实验材料,利用先进制造技术激光透射焊接工艺对两者进行连接,采用拉伸试验机、扫描电镜研究了焊接接头的微观结构和力学性能;讨论玻璃与可伐合金激光连接机理。结果表明,随着激光功率工艺参数的调节,拉断力从9.7N增加到62.8N,针对封接试样断裂失效、裂纹等问题,发现焊接接头断口形貌对力学性能有很大的影响;焊接接头微观形貌明显观察到新物质的形成。通过能谱分析得出连接两种材料的主要物质为铁硅化合物,中间物质决定了两种材料的激光封接性。