直接激光沉积合金熔池在线高速摄像机测试技术研究

直接激光沉积过程熔池在线监控是实现自动调控激光工艺参数,保障3D打印高质量零件的新技术之一。文中以合金钢直接激光沉积在线熔池监控系统与方法构建为研究目标,在功率2 000 W,扫描速度分别为2,3,4,5,6 mm/s条件下制备合金钢样品,采用高速摄像机监控系统,探究了合金钢直接激光沉积过程熔池形貌在线测试理论与方法。结果表明:高速摄像机具有对激光与合金粉末作用及形成熔池形貌在线测试的能力,利用高速摄像机观察直接激光沉积过程,通过计算粉末达到熔池前温度为830.8 K,同时观察到粉末并未熔化。随着扫描速度的增大,熔池高度和长度逐渐减小,熔池宽度基本保持不变。该研究结果为研发直接激光沉积熔池形貌自动监控系统提供了重要参考。

长期时效对FGH95镍基粉末高温合金γ’相及晶格常数的影响

在不同温度下对FGH95镍基粉末高温合金进行长期时效处理,通过合金显微组织观察和X射线衍射分析,研究了长期时效对FGH95合金γ’相及晶格常数的影响。结果表明,完全热处理FGH95合金经450和550℃长期时效后,合金中细小γ’相略有长大,其粗化行为符合Lifshitz,Slyozov和Wagner(LWS)粗化动力学理论;随着时效时间的延长,FGH95合金中γ’相的晶格常数有所增加,而γ和γ’两相的晶格错配度减小;与时效时间相比,时效温度对FGH95合金中γ’相尺寸及晶格常数的影响更大。

EIGA工艺参数对制备激光3D打印用TC4合金粉末特性的影响

电极感应真空熔炼气雾化(EIGA)是制备激光3D打印用高纯度高性能TC4钛合金粉末的关键技术之一,合金粉末的球形度、流动性、松装密度、粒径尺寸、空心球率等粉末特征对成形高强韧性合金具有重要影响。实验采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及霍尔流速计等测试手段,研究了工艺参数对制备钛合金粉末特性的影响规律,并对不同粒度粉末的表面微观结构和性能特征进行了表征。研究结果表明:制备工艺参数对制备TC4合金粉末的特性具有重要影响,在优化了的EIGA制备参数:功率为60 kW、旋转速度为5.5 r/min、给进速率为650μm/s、雾化气压为6.0 MPa及导管伸出长度为2 mm等条件下,成功制备出了低含氧量0.11%、成分与粉末特性指标符合激光3D打印需要的球形TC4合粉末。制备的合金粉末的球形度达到98%,粉末主要尺寸为1~150μm,粉末松装密度为2.870 g/cm^(3),空心球率不高于3%;其中尺寸为1~54μm合金粉末约占总体粉末的26%,而尺寸为54~150μmm粉末约占总体的53%,流动性平均值为25 s/50g。该方法制备的TC4合金粉末球形度高,表面光滑,物相为密排六方α-Ti单相固溶体,成分均匀,满足激光直接沉积3D打印技术制备零件的需求。