激光熔化沉積技術(shù)作為一種高性能金屬構(gòu)件的增材制造技術(shù),具有制備周期短、材料利用率高、工序簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)得到了廣泛的關(guān)注和發(fā)展。然而由于激光熔化沉積技術(shù)具有快速非平衡凝固、定向凝固等特征,其顯微組織存在溶質(zhì)和第二相偏析、粗大柱狀晶外延生長(zhǎng)的共性問(wèn)題,這些問(wèn)題制約著材料的性能以及應(yīng)用。深化對(duì)顯微組織特征的認(rèn)識(shí)和掌握有效的顯微組織調(diào)控手段對(duì)于促進(jìn)激光熔化沉積技術(shù)的應(yīng)用以及材料開(kāi)發(fā)具有重要意義。本文以典型V-5Cr-5Ti（BCC）和316L（FCC）合金為研究對(duì)象,采用固溶+時(shí)效處理的方法,對(duì)激光熔化沉積V-5Cr-5Ti合金中出現(xiàn)的溶質(zhì)及第二相偏析進(jìn)行調(diào)控,研究了不同固溶和時(shí)效溫度對(duì)微觀組織、第二相偏析的影響規(guī)律;采用在激光熔化沉積過(guò)程中耦合超聲振動(dòng)的方法,對(duì)316L不銹鋼的外延柱狀晶生長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)控,研究了不同超聲功率對(duì)晶粒形態(tài)尺寸、凝固組織形成機(jī)制以及晶粒生長(zhǎng)特性的影響。主要研究結(jié)果如下:激光熔化沉積V-5Cr-5Ti合金的顯微組織中存在著大量沿晶界和枝晶界網(wǎng)狀偏析分布的Ti-（CNO）片狀第二相。首先對(duì)該合金在800℃、1000℃、1200℃、1400℃和1560℃的溫度下進(jìn)行固溶處... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１激光熔化沉積示意圖Ａ??Ｆｉｕｒｅ?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｒａｍ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｍｅｌｔｉｎｄｅｏｓｉｔｉｏｎ??

?激光熔化沉積釩合金及３１６Ｌ不銹鋼的微觀組織調(diào)控研究???－＾３妙鉗ｆｅｄ??＾丨叫丨丨丨丨丨丨丨丨丨上丨丨丨屮川＾胃＾ｓｃ?（?－?ｍ?Ｘ??Ｉ?ｊｉｍ丨仙ｔｉｉ＿＂？讓?zhuān)鳎浚?＿二，＿ＪＬ－?ｔＶ?＿??圖１．２?ＬＭＤ技術(shù)制備的工程樣件??（ａ）（ｃ）鎳基合金單晶葉片維修件丨６丨；（ｂ）（ｄ）鈦合金大型關(guān)鍵整體主承力構(gòu)件問(wèn)??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ＬＩＶＩＤ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．?（ａ）（ｃ）?Ｎｉｃｋｅｌ?ａｌｌｏｙ?ｂｌａｄｅｓ??ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ；?（ｂ）（ｄ）?Ｔｉｔａｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｌａｒｇｅ?ｋｅｙ?ｉｎｔｅｇｒａｌ?ｍａｉｎ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ??然而由于激光熔化沉積技術(shù)具有快速非平衡凝固、力熱耦合和瞬態(tài)加熱循環(huán)等諸多??獨(dú)有的特征，是一個(gè)非常復(fù)雜的物理冶金過(guò)程，一直以來(lái)存在著長(zhǎng)期制約技術(shù)成熟和規(guī)??模應(yīng)用的材料科學(xué)共性問(wèn)題，比如溶質(zhì)和第二相偏析、粗大柱狀晶外延生長(zhǎng)等。這些顯??微組織特征既與具體的工藝參數(shù)、材料特性有關(guān)，也受控于更深層次的非平衡凝固條件、??元素?cái)U(kuò)散和晶粒競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)等科學(xué)問(wèn)題。對(duì)這些關(guān)鍵共性問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和研宄是解除激光熔??化沉積技術(shù)發(fā)展制約，迅速拓寬應(yīng)用場(chǎng)景的重要步驟。因此本文選擇典型的Ｖ－５Ｃｒ－５Ｔｉ??（ＢＣＣ）和３１６Ｌ?（ＦＣＣ）合金，旨在對(duì)激光熔化沉積合金顯微組織的溶質(zhì)及第二相偏析、??粗大柱狀晶外延生長(zhǎng)等共性問(wèn)題和調(diào)控手段進(jìn)行研宄和分析，以期獲得新的認(rèn)識(shí)。??下文首先總結(jié)了?ＬＭＤ過(guò)程中不同材料體系中溶質(zhì)及第二相偏析、粗大柱狀晶外延??

?激光熔化沉積釩合金及３１６Ｌ不銹鋼的微觀組織調(diào)控研究???■■??圖１．４激光熔化沉積Ｖ－５Ｃｒ－５Ｔｉ合金中的第二相偏析ｌｙｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｔｈｅ?ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ?ｏｆ?ｖａｎａｄｉｕｍ?ａｌｌｏｙｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ＬＭＤ??（３）鎳基合金：??ｒＮ７ｉ?８合金是一種ｒ和：ｒ相強(qiáng)化的富含鈮元素的鎳鉻鐵合金，其基體為奧氏體結(jié)構(gòu)，??具有良好的成形性、耐腐蝕性和力學(xué)性能，在航空航天產(chǎn)業(yè)，特別是現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)中??具有非常重要的應(yīng)用ＩＭ。在激光快速制造ＩＮ７１８合金的過(guò)程中，熔池固－液界面的大量??元素?cái)U(kuò)散會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的枝晶間元素偏析，合金中的鈮元素作為不溶性合金元素，在凝固??階段會(huì)通過(guò)共晶Ｌａｖｅｓ／ｙ反應(yīng)【ｕ］，偏析生成塊狀或粗大的Ｌａｖｅｓ相脆性析出物（如圖１．５??所示），Ｌａｖｅｓ相富集的大量鈮元素又使基體中的鈮元素產(chǎn)生貧化，降低了鎳合金的力學(xué)??性能并引起組織開(kāi)裂。??ＭＢ—??圖１．５激光熔化沉積鎳合金中的Ｌａｖｅｓ相偏析??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｔｈｅ?ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｌａｖｅｓ?ｐｈａｓｅ?ｏｆ?ｎｉｃｋｅｌ?ａｌｌｏｙｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ＬＭＤ??由此可見(jiàn)，對(duì)于激光熔化沉積技術(shù)而言，對(duì)于大部分合金（釩基和鎳基合金），當(dāng)??溶質(zhì)和第二相在晶界／枝晶界偏析時(shí)，合金內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中和缺陷聚集，造成??合金中的薄弱位置。部分偏析分布的元素會(huì)在合金基體中形成有害的析出物或相，引起??５??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3366807