激光增材制造AlSi10Mg合金的工艺与性能研究

来源 :上海工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linxi054
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
相比钛合金、镍合金和铁合金等材料,铝合金因其易氧化、高反射率、低流动性、低密度等特点,在激光增材制造过程中,极易出现孔隙、变形开裂等问题。本文主要通过对比不同工艺参数下单道AlSi10Mg合金的宏观形貌和截面熔池形貌,确定熔池尺寸与激光功率(P)、扫描速度(V)之间的关系;研究扫描方式、扫描间距(d)与合金成形质量的关系,并沉积制备了质量良好的AlSi10Mg合金。优化工艺参数区间内,通过添加纳米陶瓷,细化合金组织,研究其对合金性能的增强机理;引入机械振动,有效解决熔池内的气孔、热裂及合金粉末熔合不良等问题,研究了高频微振作用下,AlSi10Mg合金的组织演变、显微硬度分布和拉伸性能。利用金相显微镜观察发现,激光功率和扫描速度的改变对合金的成形质量影响较大。当激光功率过低或扫描速度过高时,合金内部会形成较多气孔,而激光功率过高或扫描速度过低时会产生球化现象。利用排水法测定合金的致密度,结果表明,随激光功率、扫描速度和扫描间距的逐渐增大,合金的致密度先增加后减小。最优工艺参数为:P=3000 W,V=600 mm/min,d=2.0 mm,此时合金表面孔隙尺寸与数量最低,致密度最大,达到95.8%。单一方向扫描沉积的合金存在塌陷、气孔和变形等缺陷,而往复式扫描可以减小合金内部的热堆积效应,一定程度上减少合金内的缺陷并提高成形质量。通过扫描电子显微镜分析发现,AlSi10Mg合金主要是由多个单道合金搭接而成,组织主要包括胞状晶(α-Al)和网状结构(Si)。从合金组织的尺寸和形态上可将搭接区域分为三部分,分别为:细晶区域,粗晶区域和热影响区域。添加5%Ti C后,Ti C颗粒主要在晶界处析出,Ti C强化了组织晶界,细化了合金组织,Ti C/AlSi10Mg合金的显微硬度(139.1 HV0.05)和抗拉强度(278.76 MPa)均高于AlSi10Mg合金(88.6HV0.05,251.35 MPa)。高频微振作用下,合金中孔隙的大小和数量明显减少,振动可以细化合金组织,使合金中的网状结构更加细小,显著提高了AlSi10Mg合金的抗拉强度、延伸率和硬度。随着振动频率的增加,合金的致密度、抗拉强度、延伸率和显微硬度先增大后减小,当振动频率为969 Hz时,制备的AlSi10Mg合金几乎无气孔等缺陷,并且合金的力学性能达到最佳,分别为:致密度99.1%,显微硬度101.2 HV0.05,抗拉强度289.28MPa,延伸率19.3%。
其他文献
二战结束后,西方建筑师明显感受到现代主义的局限性,为了寻求建筑的未来,人们开始对现代建筑进行反思,以意大利建筑师罗西为代表的西方建筑类型学思想应运而生。与此同时,中国建筑师也开始自发的对现代主义所带来的后果进行反思,设计了一批有启发性和探索性的建筑实践创作。笔者将1949年以来建筑类型学在中国的实践发展划分为三个阶段:新时期之初的自发探索(20世纪50年代-80年代)、理论指导下的初步应用(20世
自然资源是我们赖以生存的重要条件,保护自然资源、加强生态建设也变得尤为关键。2013年十八届三中全会召开后,国务院提出探索编制国家自然资源资产负债表,主要集中在水、森林、土地三种资源上,2015年颁布的《政府会计准则》中明确将政府列为会计主体核算自然资源资产,2017年正式将矿产资源列入自然资源核算范围,至此我国的自然资源资产负债的核算就围绕水资源、土地资源、森林资源、矿产资源四个方面展开。随后各
空间遥感对于图像高分辨率成像的要求不断提高。对于主镜是单孔径的望远镜而言,越高的空间分辨率需要越大的孔径。光学系统的角分辨率正比于工作波长与入瞳口径之比,传统方法
随着科技的进步和医疗技术的发展,加之脑梗发病率的提高以及脑梗患者康复观念转变的影响下,智能康复产品将占据未来医用市场的首席地位。由于目前我国智能医疗康复产业尚处于探索阶段,产品设备资源不均衡且脑梗患者主动康复意识弱,从而造成脑梗患者与康复产品间的交互体验差、脑梗患者对于康复产品的真实需求无法得到满足、家人和患者的焦虑心理得不到安抚等一系列问题。在此背景下,本文以用户真实需求为切入点,探讨提出智能康
21世纪以来,随着中国“引进来”和“走出去”政策的不断落实,以及“一带一路”倡议的提出和深化,中国企业对外投资的发展和规模的不断壮大,另一方面,“总体和平,局部冲突”一直是国际环境的常态,东道国的政治风险对中国企业的海外投资带来了显著负面影响,政治风险是许多企业在海外投资过程中受阻的重要原因之一。本文采用案例分析与模型检验相结合的方法展开研究。在案例分析部分,本文选取可以体现政治风险不同方面的四个
伴随着市场竞争加剧,企业根据产品原价确定让利系数,进行“折扣促销”是现代市场上最频繁的一种促销手段。在价格折扣的刺激下,消费者往往需要对当前的原价产品与未来的折扣
学位
随着半导体制造工艺的不断发展,晶圆尺寸越来越大,晶圆上的特征结构则越来越小。为保证不同工序的定位重复性和尺寸一致性,具有计量效果的晶圆检测变得至关重要。原子力显微镜(AFM)具有高分辨三维测量能力,在半导体检测领域有着广泛的应用。但目前大多数具备计量功能的AFM系统均采用样品扫描方式,样品台难以承载大尺寸晶圆样品;而能够用于晶圆检测的探针扫描式AFM又大多采用管式扫描器,扫描轨迹存在拱形畸变,不满
个人信贷消费已经成为大众日常消费的重要组成部分。为避免不良信贷的发生,金融机构普遍采用个人信用评分模型来计算客户信用分数,评估客户还贷能力,从而决定放款的额度和策略。因此,建立具有良好预测性能的个人信用评分模型,既有利于金融机构防范不良贷款风险的增加,也有助于促进个人信贷消费,推动消费市场的良性发展。本论文利用德国信贷数据集(German Credit Dataset)建立了一个两阶段的个人信用评
煤炭是重要的基础性能源,随着国民经济的持续发展,我国对煤炭等矿产资源的需求也越来越大。浅层资源日益枯竭,开采深度不断增加,深部开采工程所面临的地应力环境以及岩体的赋存特征将会更加复杂,初始地应力场作用下深部岩体的基本物理力学性质及爆破开挖扰动动力学响应特征等也会发生变化,在地应力场、爆炸应力场和爆生气体三方面的共同作用下,掏槽爆破破岩机理变得更加复杂。因此,现阶段结合现有的爆破理论研究初始地应力场