选区激光熔化多相增强Al基复合材料成形机理及性能研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:civili1844
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文采用不同尺寸的SiC粉末与AlSi10Mg粉末,将两种粉末均匀混合做为原始粉末,采用选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术成功制备出多相增强Al基复合材料(Aluminum Matrix Composites,AMCs)。研究激光加工参数对SLM成形AMCs物相、致密度、显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响,探讨SiC颗粒尺寸对SLM成形件组织及性能的影响,分析SLM成形过程中熔池内原位反应过程及原位增强相的生长机制。SiC颗粒与Al熔体发生反应生成原位Al4SiC4增强相,SLM成形多相增强AMCs内部增强相包括SiC颗粒,片形Al4SiC4结构,颗粒Al4SiC4结构。当激光能量输入较低时,原位反应程度较低,Al4SiC4相生长不充分,试样显微组织均匀性较低,其致密度及性能较差。当激光线能量密度为1000 J/m时,原位反应程度提高,SiC颗粒尺寸减小,片状Al4SiC4增强相充分生长,颗粒Al4SiC4增强相在集体中分布均匀,其密度可达理论密度的96%,显微硬度高达214 HV0.1,摩擦系数和磨损率较小,分别为0.39和1.56×10-5 mm3 N-1 m-1。随着所添加SiC粉末颗粒尺寸的减小,SLM成形多相增强AMCs试样的致密度及显微组织均匀性逐渐提高,其显微硬度及摩擦磨损性能均有得到提升。采用细颗粒SiC粉末(D50=5μm)时,成形试样致密度较高,内部残余SiC颗粒尺寸较小,分布均匀,试样内部片状Al4SiC4增强相生长充分,颗粒状Al4SiC4增强相接近纳米尺寸。此时,试样的显微硬度达218.5 HV0.1,比采用粗颗粒SiC粉末时高出80%,摩擦系数及磨损率仅为0.34和2.94×10-5 mm3 N-1 m-1。SLM成形多相增强AMCs试样内部原位增强相的生长受到所采用激光参数的影响。片状Al4SiC4增强相的形成依附于SiC颗粒,随着所输入激光线能量的增加,片状Al4SiC4逐渐长大。颗粒状Al4SiC4增强结构的生长与激光能量输入及熔池内熔体的粘度有关。输入熔池的激光能量低,熔池内熔体粘度大,Al4SiC4增强颗粒重排率较低,在熔池内分布不均匀,小颗粒相互聚集长大。增加激光能量输入,熔池内熔体粘度减小,Marangoni对流增强,Al4SiC4颗粒在熔池内均匀分布,增强颗粒尺寸可达到纳米尺度。
其他文献
黄河水是山东省主要的淡水客水资源,近些年通过一系列引黄输水工程和平原水库等工程的修建,黄河水的经济社会效益均有所提高。引黄济青工程是青岛水资源优化配置的重点工程,棘洪
环境界面对污染物的分布、反应活性、形态转化和生物有效性等均产生重要影响。气/冰界面是非常重要的环境界面之一,包括地表的冰和雪,以及大气对流层上空和平流层的冰晶等。由于较大的比表面积,冰晶或雪粒可以通过物理或化学作用,吸附大气中的有机污染物。气/冰界面的吸附作用可以通过改变吸附质的电子结构特征,进而改变其化学反应活性,最终影响污染物在环境中的迁移、转化行为。特别是对于环境中存在的众多持久性有毒物质,
学位
论文讲述了合成孔径雷达(SAR)成像的主要功能和特征。针对这些功能和特征,文章论述了一种基于SAR成像系统的设计方案。首先,在采集理论基础上,根据总体需求,设计了基于AT84AD
目前,以提高膜蒸馏通量、控制膜污染为目标的膜蒸馏过程强化方法研究已成为膜蒸馏研究领域的热点之一。基于气-液两相流原理的鼓气强化方法,可以有效提高膜蒸馏过程中热流体在
国内外学界对于安德森西方马克思主义观的探讨,主要集中于其著作《西方马克思主义探讨》,核心观点为理论与实践的脱离.安德森在《当代西方马克思主义》一书中,通过探究这一问
我国大部分地表水受到不同程度的污染,给常规处理工艺提出了挑战。因此,研究微污染水的处理方法,确定其最佳处理条件对环境保护意义重大。强化混凝工艺是在常规工艺的基础上
石墨烯和纳米粒子类流体在2004年、2005年相继被成功地制备,至今相关的研究层出不穷。本文在查阅了大量关于石墨烯的制备及改性、纳米粒子类流体制备等文献的基础上,通过混酸
脂肪酸在小球藻藻粉中的含量约为20%-40%,有着巨大的开发潜力。自养小球藻培养的问题关键在于难以实验高密度大规模培养。而异养小球藻可以在无光照条件下生长于有机物溶液中,大
紫外光固化涂料具有固化速度快、污染小、节约能源等特点已被广泛应用。然而,纯有机光固化涂料的固化膜存在硬度低、耐磨性差、热稳定性能不足等缺点,通过添加无机填料可以提高有机固化膜的性能。纳米SiO2是一种具有高硬度、耐高温等优异性能的无机填料。将纳米SiO2直接加入到涂料中,其极易团聚和亲水的特性导致在有机涂料中难以均匀分散,使有机涂料粘度增大,难以提高固化膜的硬度、耐磨性等性能。为了解决这一问题,本
清洁发展机制(CDM)是《京都议定书》中规定的三个灵活机制之一,旨在允许联合国气候变化框架公约(UNFCCC)附件I所列的发达国家,在非附件I发展中国家投资实施温室气体(GHG)减排