摘要：铸造铝合金具有优良的铸造焊接性能等优点,但是低硬度和较差的耐磨性能限制了其应用的范围,成形铝基复合材料构件是一种有效途径。采用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)增材制造技术成形碳纳米管增强铝基纳米复合材料(CNT/Al)构件,通过设置不同的激光参数,研究不同激光能量密度(η)下试样的致密化行为、物相和显微组织及其力学性能。研究表明:随着η从150J/m增加至187.5J/m,致密度从94.49%上升至99.83%。高能量密度增大了熔池的尺寸和温度,导致液相的黏度下降和润湿性能提高,使得液相均匀铺展,熔池间搭接程度上升以及孔洞等冶金缺陷减少,致密化程度上升。成形试样的主要物相为Al9Si和Si,碳纳米管(CNTs)外壁与基体发生原位反应生成了Al4C3,提高了界面稳定性。成形试样的硬度和耐磨性能与致密度变化表现为正相关。当η=187.5 J/m时,成形试样的平均显微硬度为164.3 HV0.2,摩擦因数下降至0.21,强度和延伸率分别为452 MPa和9.0%,表现出优良的力学性能。

摘要：随着工业实践中高端装备耐温部件整体制造要求的提高,现有合金材料体系、制造工艺难以满足需求。研究将高熵合金材料与激光增材制造技术耦合,为我国大尺寸、复杂高端装备零部件的整体制造提供了新的解决方案。一方面,通过激光熔覆沉积技术成形了WNbMoTa、NbMoTa等多种高性能高熵合金,成形的高熵合金晶粒尺寸细小且无微观成分偏析。其中NbMoTa高熵合金1000℃下屈服强度达到530MPa,高于国内应用于航空发动机涡轮叶片的GH4169、DZ125高温合金和应用于航空航天工业的T111、C103、Nb-1Zr难熔合金。另一方面,通过基于有限差分-有限元数值模拟的方法对高熵合金材料成形过程中的热应力与应变进行数值模拟,解决了选区激光熔化成形高熵合金过程中样件易翘曲的问题。

摘要：基于电弧电压与弧长的关系特征,提出GTA填丝增材制造弧压检测与成形质量控制方法,以解决交叉结构件成形稳定性差和堆积路径交叉处产生严重凸起的难题。考虑到弧压干扰的影响,采用基于小波包的防脉冲干扰滑动平均滤波方法,有效滤除原始弧压波形中的杂波信号,并保证波形的平滑性。针对复杂且时变的GTA填丝增材制造系统,设计积分分离PID控制器并整定其参数,对比研究恒规范和闭环控制试验下的交叉件成形质量。结果表明,弧压实时检测与送丝速度闭环调控策略,可有效增强交叉件GTA填丝增材制造稳定性并解决交叉点凸起难题,弧压信号检测准确,成形控制精度高。

摘要：利用激光选区熔化技术制备了铜基形状记忆合金块体,并初步探索了不同激光体能量密度对于合金致密度、相组成、微观组织形貌及力学性能的影响。发现随着激光体能量密度的增加,致密度先增加后减少。试样中β相的含量随着激光体能量密度的增加而减少,当激光体能量密度达到194.4 J/mm^3时,β相完全消失,只剩下单一的α相。显微组织观察显示,采用激光选区熔化技术制备的块体中存在的α相呈现规则的层片状,不同于铸造组织中形成的长条状α相。受到孔隙率的影响,拉伸强度随着激光体能量密度的增加而增加,最高拉伸强度可达328.3MPa;而由于相组成的改变,显微硬度随着激光体能量密度的增加而降低。

摘要：以316L不锈钢粉末为成形材料,通过单因素法研究工艺参数对单层单道焊道尺寸的影响,结果表明送粉速度为5~12 g/min,堆覆速度为300~600 mm/min,堆覆电流在30~50 A为成型质量较好的工艺窗口。通过设计二次通用旋转组合试验,建立一个基于二次回归方程的直臂体尺寸预测模型,输入层为成型工艺中的堆覆电流、堆覆速度、送粉速度,输出层为的宽度和层高。模型得到各参数影响尺寸显著度较高的回归方程,并表明对宽度的影响程度顺序为:堆覆电流>送粉速度>堆覆速度,对层高的影响顺序为:送粉速度>堆覆电流>堆覆速度。采用两组直臂体试验验证模型的准确性并进行力学性能测试,试验结果与预测值的误差均在5%以内,表明模型预测效果较好。并进行力学性能分析,样件拉伸强度达到了560 MPa以上较铸造件的480 MPa有明显提高。