相對傳統(tǒng)鋁合金,鋁鋰合金具有更高的比強度和比剛度,此外,鋁鋰合金還具有低溫性能、耐腐蝕性等一系列優(yōu)勢,在航天航空領域逐漸替代傳統(tǒng)鋁合金的使用,考慮到傳統(tǒng)的加工方式越來越難以適應復雜的結構設計,通過激光選區(qū)熔化(Selective laser melting,SLM)技術進行結構件的制備不僅可以縮短結構設計制造周期,也可以有效降低成本。然而,目前進行SLM制備鋁鋰合金的研究非常缺乏,因此本文以2195鋁鋰合金粉末為對象,研究了2195鋁鋰合金的成形質量、缺陷形成機制以及組織性能,針對缺陷形成機理,采用了Zr合金化以及(Er-Zr)復合合金化的方式SLM成形Al-Li合金,以達到裂紋缺陷消除的目的。為探索有效的SLM成形Al-Li合金工藝,在較大的工藝參數(shù)范圍內進行了SLM成形Al-Li合金過程,研究了不同工藝參數(shù)對致密度的影響規(guī)律,并綜合分析得到了高致密度試樣的成形工藝區(qū)間,即掃描間距為90μm,低功率(80-160W)以及低掃描速度(60-100mm/s),最優(yōu)致密度達到99.97%。對SLM成形Al-Li合金塊體試樣表面成形質量研究發(fā)現(xiàn),表面普遍存在飛濺、表面浮渣以及在表面呈縱橫交錯...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 鋁鋰合金的發(fā)展及應用
    1.3 激光選區(qū)熔化技術概述
        1.3.1 激光選區(qū)熔化技術簡介
        1.3.2 SLM技術工藝參數(shù)選取
    1.4 Al-Li合金及鋁合金激光選區(qū)熔化成形現(xiàn)狀
        1.4.1 Al-Li合金增材制造研究現(xiàn)狀
        1.4.2 2XXX及7XXX鋁合金SLM成形現(xiàn)狀
        1.4.3 鋁合金復合微合金化方法
    1.5 本文的主要研究內容
第2章 試驗材料與方法
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗設備與SLM制備過程
        2.2.1 試驗設備
        2.2.2 制備方法
    2.3 分析測試方法
        2.3.1 致密度分析
        2.3.2 表面形貌及金相分析
        2.3.3 X射線衍射物相分析(XRD)
        2.3.4 SEM掃描電鏡分析
        2.3.5 硬度性能測試
第3章 激光選區(qū)熔化溫度場及應力場分析
    3.1 引言
    3.2 溫度場模型描述
        3.2.1 溫度控制方程
        3.2.2 熱源模型
    3.3 應力場模型描述
    3.4 邊界條件和初始條件
    3.5 SLM模型網(wǎng)格劃分
    3.6 材料屬性的加載
    3.7 模擬結果的驗證
第4章 SLM制備鋁鋰合金塊體試樣質量分析
    4.1 SLM制備鋁鋰合金致密度分析
        4.1.1 SLM成形鋁鋰合金工藝設計
        4.1.2 Al-Li合金致密度分析
    4.2 SLM成形Al-Li合金缺陷分析
        4.2.1 SLM成形Al-Li合金表面缺陷
        4.2.2 SLM成形鋁鋰合金側面缺陷分析
        4.2.3 裂紋形成機理
        4.2.4 裂紋抑制方法
    4.3 本章小結
第5章 微合金化SLM成形2195鋁鋰合金質量分析
    5.1 Zr合金化后成形質量分析
        5.1.1 Zr微合金化SLM成形鋁鋰合金致密度分析
        5.1.2 Zr合金化后組織缺陷分析
    5.2 Er-Zr復合合金化后成形質量分析
        5.2.1 Er-Zr復合合金化后致密度分析
        5.2.2 Er-Zr復合合金化SLM成形鋁鋰合金缺陷分析
    5.3 Zr微合金化對SLM制備2195鋁鋰合金組織和性能影響
        5.3.1 Zr合金化后的組織分析
        5.3.2 Zr合金化前后硬度分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3851891