研究目的
研究激光功率对激光熔化沉积制备的低合金钢试样梯度微观结构及力学性能的影响。
研究成果
(1) 激光熔覆成形低合金钢试样横截面的显微组织呈梯度分布。表层为马氏体与下贝氏体的混合组织,内部主要为回火马氏体。随着激光功率增大,马氏体与下贝氏体尺寸增加,回火马氏体逐渐粗化。(2) 激光熔覆试样从表层到内部,抗拉强度和硬度递减,塑性递增。(3) 激光熔覆试样随激光功率提高,表层与内部的抗拉强度均降低,表层与内部的塑性均逐渐提高。内部硬度随激光功率增大而下降。(4) 当激光功率从1500W增至2500W时,表层厚度占试样总厚度的比例从34%提升至70%。
研究不足
该研究聚焦于激光功率对激光熔化沉积制备的低合金钢试样微观组织与力学性能的影响。研究局限性包括所测试的激光功率范围(1500瓦至2500瓦)以及所用低合金钢的具体化学成分。
1:实验设计与方法选择:
研究采用激光熔化沉积技术在不同激光功率(1500 W、2000 W和2500 W)下制备低合金钢样品,以探究其对显微组织和力学性能的影响。
2:样品选择与数据来源:
粉末材料通过氩气保护的真空感应熔炼气雾化法制备。
3:实验设备与材料清单:
使用最大功率4000W、光斑直径3mm的激光熔化沉积系统、自动送粉装置、真空保护系统及计算机系统。
4:0W、光斑直径3mm的激光熔化沉积系统、自动送粉装置、真空保护系统及计算机系统。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:优化加工参数为:扫描速度6 mm/s、送粉速率13 g/min、重叠率50%。沉积过程中采用锯齿形扫描策略。
5:数据分析方法:
通过光学显微镜和场发射扫描电子显微镜表征显微组织,在200g载荷、15s保压时间下测量维氏硬度,室温下以0.6 mm/min拉伸速率进行拉伸试验。
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LMD system
4000W
Used for laser melting deposition of low-alloy steel samples.
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automatic powder delivery apparatus
Delivers metal powder to the molten pool during the LMD process.
-
vacuum protection system
Provides argon protection during the LMD process.
-
computer system
Controls the LMD process.
-
spark erosion wire cutting machine
Used to cut samples from the substrate after LMD.
-
optical microscopy
Used for microstructure characterization.
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field emission scanning electron microscope
Used for microstructure characterization.
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Vickers hardness tester
Used to measure the hardness of the samples.
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tensile test machine
Used to conduct tensile tests on the samples.
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