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加工参数对选区激光熔化制备的316L钢力学及疲劳性能的影响
摘要： 选择性激光熔化工艺涉及多个对疲劳寿命不利的因素。选择最佳加工参数至关重要，以避免因裂纹萌生机制导致早期失效的内部孔隙。表面状态（尤其是高粗糙度值）也可能是裂纹萌生的关键因素。在工业应用中，零件可能未经过完全机加工就投入使用，因此必须研究表面状态的影响。本研究首先聚焦于通过SLM工艺寻找生产低孔隙率316L零件的最优参数。确定合适参数组后，对一组试样进行了力学表征。随后制备疲劳试样并施加不同表面处理（机加工、抛光等），部分试样保持原始状态。随后进行高周疲劳测试，并为每种试样类型绘制S-N曲线。研究表明，SLM 316L的高周疲劳寿命通常低于锻造316L，原始状态试样的疲劳极限更低。这归因于表面粗糙度作为裂纹萌生点的作用。孔隙率也被发现是影响SLM 316L疲劳寿命的极重要因素。
关键词： 疲劳、加工参数、选择性激光熔化、316L、机械性能
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2019年国际工程、科学与工业应用会议（ICESI）- 日本东京（2019.8.22-2019.8.24）] 2019年国际工程、科学与工业应用会议（ICESI）- 激光增材制造材料的耐磨行为：综述
摘要： 激光增材制造技术是一项令人振奋的技术，它基于粉末冶金和激光技术，彻底改变了重要产品的设计与生产方式。相比传统制造工艺，该技术具有诸多优势：既能减轻产品重量并提升功能特性，又能在单次制造过程中实现复合材料构件的复杂结构成型。部分增材制造工艺还可用于高价值零部件的修复。除上述优势外，研究表明增材制造技术对材料最终性能（包括耐磨性）具有重要影响。本文综述了增材制造材料的耐磨性能表现，分析了各类增材制造技术体系。研究发现，通过调整工艺参数可提升增材制造材料的耐磨特性，该制造工艺特有的快速冷却效应对改善材料耐磨性能也具有显著作用。
关键词： 耐磨性、激光增材制造、加工参数、快速冷却、增材制造材料
更新于2025-09-19 17:13:59
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表面张力对激光熔化中熔池形态的影响
摘要： 表面张力在激光熔化过程中对熔池形态的分布与演化起着重要作用。本文基于光滑粒子流体动力学（SPH）理论，建立了考虑熔池温度变化的表面张力对熔池形态影响的数学模型。采用SPH方法，在特定工艺参数下模拟了熔池的纵向形态及其形成过程，并深入分析了不同工艺参数下熔池长度与深度的分布规律。结果表明：由于表面张力的影响，沿凝固轨迹纵截面变化的熔池纵向形态呈现曲线特征；同时发现马兰戈尼力对液态金属流动及热量传递具有显著影响。模拟中熔池纵向形态呈现波浪状，且其变形分布会随激光功率增大或扫描速度减小而加剧。通过实验观测了凝固熔池的纵向形态，发现实验结果与计算结果高度吻合。
关键词： 加工参数，激光熔化，光滑粒子流体动力学（SPH），熔池形貌，表面张力
更新于2025-09-16 10:30:52
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实验设计中加工参数对激光金属沉积钛合金显微硬度的影响
摘要： 激光金属沉积（LMD）是一种增材制造工艺，可直接根据零件的计算机辅助设计（CAD）模型生产复杂零件，并用于修复已磨损的现有零件。LMD工艺受激光功率、气体流速、粉末流速和扫描速度等加工参数控制，这些参数会影响LMD过程中产生的显微硬度。本研究采用实验统计设计方法，探究加工参数对Ti6Al4V粉末在Ti6Al4V基板上激光金属沉积显微硬度的影响。由于全因子设计能够捕捉这些加工参数的主效应及可能的交互效应，本研究采用了该方法。每个加工参数均设置为低值和高值，共进行了十六（16）次实验，并测量分析了每个样品的显微硬度。
关键词： 激光金属沉积、钛合金、加工参数、显微硬度、全因子设计
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用无网格法模拟单道次选区激光熔化过程中的温度分布与凝固熔覆层
摘要： 温度分布与凝固熔道形成对单道次选区激光熔化（SLM）具有重要影响。本研究采用光滑粒子流体动力学方法，建立了瞬态三维数值模型来模拟温度场演变与凝固熔道形成过程，并系统研究了激光功率、扫描速度、孔隙率及粉末层厚度等工艺参数的影响规律。结果表明：随着粉末材料熔化，凝固熔道逐渐形成，在扫描过程中受表面张力作用其形貌由初始平面状转变为半圆柱形轨迹。同时，未熔粉末层与基材之间存在温度分布不连续现象。SLM过程中，随着激光功率增大和粉末层孔隙率增加，温度分布与凝固熔道变形均加剧；而提高扫描速度和粉末层厚度则倾向于抑制两者发展。在相同工艺参数下开展的凝固熔道变形分布与熔池尺寸实验，其结果与模拟结论高度吻合。
关键词： 加工参数、凝固熔珠、光滑粒子流体动力学、温度分布、选择性激光熔化
更新于2025-09-11 14:15:04