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[美国激光学会ICALEO? 2015：第34届国际激光材料加工、激光微加工与纳米制造大会 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2015年10月18-22日）] 激光与电光应用国际大会 - WC颗粒增强金属基复合材料的激光粉末沉积

DOI：10.2351/1.5063240 出版年份：2015 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 激光粉末沉积（LPD）是一种增材层制造工艺，可直接从金属粉末沉积近净成形零件。金属基复合材料（MMCs）结合了韧性金属基体和硬质陶瓷增强相的优势，具备硬度、耐磨性等增强性能。通过在涂层和三维零件沉积过程中混合粉末，MMCs可轻松应用于LPD工艺。然而热应力诱导裂纹和材料脆化限制了MMCs在直接LPD工艺中的应用。本研究通过实验探究了LPD沉积MMC的力学性能，分别选用硬面合金Stellite 6和韧性合金Inconel 718作为基体材料，以球形碳化钨（WC）颗粒作为增强相。实验结果表明：Inconel 718与WC颗粒具有更好相容性且耐磨性达标，是更优的基体材料选择。研究还考察了Inconel 718基体直接时效热处理对力学性能的影响。拉伸测试显示添加WC颗粒会降低材料的极限强度和延伸率，拉伸试样微观结构观察表明WC颗粒是优先裂纹萌生位点，显著削弱了复合材料的承载能力和韧性。显微硬度测试与元素分析证实WC溶入基体会导致基体脆化并进一步降低复合材料韧性。最后通过干滑动试验评估MMC耐磨性，发现少量WC颗粒添加可显著提升耐磨性能。
作者： Haopeng Shen，Huan Qi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究激光粉末沉积（LPD）制备的WC颗粒增强金属基复合材料的力学性能，并优化无裂纹沉积工艺。

研究成果

研究表明，由于Inconel 718与WC颗粒具有更好的相容性且耐磨性可接受，因此它是WC增强金属基复合材料的更优基体材料。添加WC颗?；峤档屠烨慷群脱诱剐裕灾岣吣湍バ?。该研究凸显了激光粉末沉积技术在制造无裂纹耐磨金属基复合材料方面的潜力，不过仍需进一步优化。

研究不足

该研究的局限性在于沉积的金属基复合材料易产生热裂纹和材料脆化，这限制了高碳化钨颗粒浓度的应用。实现无裂纹沉积的工艺优化仍需进一步研究。

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