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激光熔覆技术研究现状及其发展
王东生;田宗军;沈理达;黄因慧;在简要阐释激光熔覆技术工作原理和技术特点的基础上,介绍了激光熔覆材料体系、工艺种类、工艺参数和涂覆层微观组织结构,另外讨论了激光熔覆技术所面临的主要问题,并提出了激光熔覆技术的发展趋势。重点介绍了所做的一些相关工作:激光熔覆MCrAlY涂层、激光熔覆纳米涂层、激光熔覆过程中热力耦合有限元数值模拟、激光熔覆过程裂纹形成机理及控制、激光熔覆纳米陶瓷颗粒增强金属基梯度涂层以及激光多层熔覆大厚度纳米热障陶瓷涂层成型控制等。
激光增材制造316L不锈钢熔覆层残余应力的数值模拟研究
龚丞;王丽芳;朱刚贤;宋天麟;为了探究激光增材制造熔覆层残余应力分布,减小残余应力对零件性能的影响,采用ANSYS软件建立了单层熔覆模型,对其温度场和应力场进行了分析,研究了激光增材制造熔覆层截面轴向方向和水平方向残余应力的分布规律。结果表明,残余应力主要体现在轴向方向,且轴向方向的残余应力主要表现为拉应力,随熔覆层深度增加拉应力先增大后降低趋势,其最大拉应力为位置处在距离基材0.2mm处。与现有文献实验结果一致,验证了该模型的正确性及可靠性,为调控或降低残余应力的工艺参数优化选择提供指导。
激光增材制造(3D打印)制备钛合金的微观组织研究
邹涛;张敏;陈长军;李洋;刘星;吴志方;Ti6Al4V合金作为医用人工关节材料,具有生物相容性好、综合力学性能优异、耐腐蚀能力强等优点,但现有的制备技术制约了其在生物临床医学应用方面的推广和应用。采用激光增材制造(3D打印)技术制备Ti6Al4V合金,并对其微观组织演变规律进行了研究。研究结果表明,多孔Ti6Al4V合金的微观组织由贯穿多个熔覆层且呈外延生长的粗大柱状晶组成,柱状晶的生长方向沿着堆积层的方向生长,由于温度梯度的影响,远离基材区域的晶粒尺寸大于靠近基材区域的晶粒尺寸,原始柱状晶的内部微观组织由细针状"相马氏体组成。
轻合金构件激光增材制造研究现状及其发展
王霄;王东生;高雪松;沈理达;顾冬冬;田宗军;金属构件激光增材制造技术是三维打印技术研究的热点,其比较成熟的制造工艺包括激光熔化沉积技术和激光选区熔化技术。轻合金以其优良的综合性能而广泛应用于航空航天、医疗等行业,因此与其相关的激光增材制造技术已经成为国内外竞相开展的重要研究方向。在介绍以钛合金和铝合金等轻合金激光增材制造研究现状的基础上,分析了其存在的主要问题,并讨论了现阶段国内研究的部分热点及其发展趋势:专用粉末研发、基础理论研究及高效、高性能构件制造等。
激光冲击强化技术研究与应用现状
赵绪杰;马永新;张增焕;张瑄珺;刘钊鹏;杨文杰;激光冲击强化是一种利用激光束对金属材料表面改性的表面强化技术，能够改善材料表层微观组织，产生加工硬化和一定深度的残余压应力，有效提高材料疲劳性能、延长材料服役寿命。介绍了激光冲击强化的技术原理，综述了激光冲击强化技术的工艺参数、数值模拟和主要应用研究，并就该技术后续研究与发展进行了展望。
高性能钛合金激光增材制造技术的研究进展
梁朝阳;张安峰;梁少端;王潭;严深平;张连重;李青宇;激光增材制造所得沉积态和热处理态的钛合金强度和塑性可以达到锻件水平,但韧性和疲劳性能明显不如同材质的锻件性能,如何利用激光增材制造技术获得高性能钛合金是国内外研究的热点之一,也是一个难题。主要从航空航天和生物医学领域对高性能钛合金激光增材制造技术的迫切需求和应用,出发重点介绍获取高性能钛合金激光增材制造技术的工艺和方法的尝试及其研究进展,旨在为高性能钛合金激光增材制造技术的研究探索途径。
金属粉末选区激光熔化成形过程温度场模拟
姚化山;史玉升;章文献;刘锦辉;黄树槐;利用ANSYS有限元软件对选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形过程的三维瞬态温度场的分布变化进行了数值模拟;在考虑材料的热物性参数随温度变化和相变非线性行为的情况下,建立了选择性激光熔化(SLM)的三维温度场有限元模型;并利用ANSYS参数化设计语言(APDL)实现了激光高斯热源的移动加载。模拟结果表明:随着扫描时间的增加,由于热积累效应,熔池的温度越来越高,热影响区也随之增大;熔化成形过程中,光斑中心的前端存在较大的温度梯度;扫描速度小,容易造成液相的流动,出现孔洞,扫描速度过大,则粉末不能完全熔化;模拟得到的结果与实验结果相吻合。
拉曼光谱在红宝石检测中的应用研究
范建良;郭守国;刘学良;毛荐;本文采用显微共焦拉曼光谱仪(785nm)对典型的天然、处理、合成红宝石,以及一些相似红宝石进行了测定。经分析,可知刚玉族宝石的特征拉曼位移在378,417,430,447,576,645和750cm-1附近,其中417cm-1显示最强的光谱特征。一些矿物包体可根据其特征拉曼位移而被检测出,如方解石在1085cm-1附近,这样对天然红宝石的鉴定和产地分析具有一定的参考意义。对于铅玻璃充填的红宝石,在1353cm-1附近具有一强且宽的拉曼峰,通过XRF的定量分析可测得高含量的铅;另外,发现红宝石中被充填了有机胶,拉曼位移在2331,2874和3285cm-1附近。一些合成红宝石的拉曼光谱中可能存在一强且对称的荧光背景,这可能与合成过程中添加了含有过渡族或稀土离子的助熔剂有关。相似的红色宝石具有与红宝石明显不同的拉曼光谱特征,较易鉴别。
钛合金及其激光加工技术在航空制造中的应用
顾俊;刘钊鹏;徐友钧;夏琪;宋波;王健超;钛合金作为一种具有战略意义的新型金属结构材料,广泛应用于航空制造领域。本文对航空用钛合金及其激光加工技术的研究应用情况进行综述。重点介绍钛合金在飞机机身、航空发动机、航空紧固件等方面的应用发展情况;结合航空工业钛合金应用的实际情况,介绍了几种典型的钛合金激光加工制造技术的应用现状;并讨论航空用钛合金未来发展趋势。
激光光束质量因子M2的物理概念与测试方法
曾秉斌，徐德衍，王润文激光光束传输质量因子Ｍ２是一种全新的描述激光光束质量的参数，它能定量表征单模、多模光束传播特性。本文介绍Ｍ２的物理概念、特点、测试方法及近年来国外的研究概况。