快速制造技术的发展现状及其展望

快速成形制造(RPM)技术自20世纪80年代问世以来,一直保持着迅速发展的势头,进入21世纪,其发展更加为人们所重视,并被称为快速制造(Rapid Manufacturing,RM)技术。利用快速成形制造的方法直接制造三维金属零件是当前国际快速原型技术研究的热点之一,其研究的目标是生产制造小批量且具有复杂形状和较高使用性能的功能零部件。

镜板材料25CrMo4高温力学模拟试验及分析

镜板是大型水轮发电机推力轴承的重要组成零件,其锻件制造难度很大,是制约我国大型水电机组国产化的瓶颈。大型水轮发电机镜板可采用25CrMo4材料,该材料有良好的综合性能。本文采用高温力学模拟技术,研究25CrMo4的高温力学性能。通过观察25CrMo4的再结晶组织,分析了影响晶粒均匀性的因素。试验结果表明,较高的温度和低变形速率有利于提高晶粒均匀性,不同变形区的晶粒大小也有区别。

55Mn钢表面激光熔覆原位析出颗粒增强Ni基复合涂层的组织与性能

在楔横轧模具钢55Mn表面采用同轴送粉CO2激光熔覆WC-TiCp/镍基合金复合粉末,在增碳、锆条件下可获得成形好、无裂纹、与基体冶金结合的熔覆层。熔覆层微观组织特征为γ-(Fe,Ni)基体上均匀分布的大量从液态析出的富含Ti、W、Zr的复合碳化物颗粒相。熔覆层表层颗粒尺寸约为7～8μm,颗粒数量约为3500个/mm2;熔覆层中部析出颗粒数目约为42100个/mm2,尺寸约为1～3μm;熔覆层底部析出颗粒尺寸约为1～2μm,颗粒数量约为16800个/mm2。中部区域个别析出颗粒相中间出现黑色圆点状组织。激光熔覆后模具钢表面形成3个不同的硬度分布区域,激光熔覆层硬度为427HV0.2,深度1020μm;热影响区硬度为740HV0.2,深度780μm;基体的硬度为250HV0.2。激光熔覆后的硬度分布兼顾了模具使用要求和后续加工。无润滑的环块磨损试验发现激光熔覆处理后的试样摩擦系数降低30%,耐磨性提高一倍。

晶化分数对Zr基块体非晶基复相材料力学性能的影响

采用脉冲电流预处理外加等温退火,制备得到了具有不同晶化分数的Zr_(41)Ti_(14)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)块体非晶基复相材料,并通过X射线衍射法和差示扫描量热法分析材料析出的物相及其晶化分数,通过显微硬度、单轴压缩实验和扫描电子显微镜(SEM)研究材料的力学性能演变.结果表明:经处理后的合金首先析出准晶相,然后析出Be_2Zr,Zr_2Cu和FCC等物相;在晶化初期,合金的断裂强度和塑性应变量随晶化分数的增加而增加,当晶化分数为8.2%时,塑性变形量达6.3%.当晶化分数进一步增加时,断裂强度和塑性变形量均快速降低.扫描电子显微镜观察分析结果表明,随晶化分数的增加,合金的断裂模式则由剪切断裂转变为劈裂和解理脆性断裂.实验结果表明通过控制退火时间等参数可优化块体非晶基复相材料的力学性能.

用化学溶液法制备银基底Bi-2212超导薄膜

Bi2Sr2CaCu2Ox(Bi-2212)薄膜制备工艺相对简单,在低温下具有优异的性能,因此备受青睐,已经有不少研究小组采用真空或非真空方法成功制备出高质量的Bi-2212薄膜。一般而言,单晶基底被广泛用于Bi-2212薄膜的制备。与单晶基底不同,银基底无织构,但银基底的表面粗糙度等因素对Bi-2212的c轴织构和临界电流密度有影响。并且由于银基底对Bi系高温超导材料具有较低表面能,因此Bi-2212薄膜可以在银基底上稳定存在。以乙酸-氨水溶液为基础,开发了一种在银基底上制备Bi-2212薄膜的方法,对其中的关键步骤做了详细的研究,主要包括银基底的抛光、化学溶液的配制、烧结温度等。重复旋涂-热解过程可以消除经由一次旋涂热解带来的气泡;另外在银基底和低氧分压条件下,Bi-2212的成相温度点下移,在790℃保温5 h即可制备出单相Bi-2212薄膜。扫描电镜(SEM)观测表明,薄膜表面均匀平整无裂纹。随着烧结温度的升高,Bi-2201相开始出现并且其衍射峰的强度随烧结温度的升高迅速增加;当烧结温度为850℃时,出现了一种棒状相,能谱(EDS)分析表明该棒状相是一种缺Cu相。