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oe1(光电查) - 科学论文

246 条数据
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  • 激光原位合成高长径比TiB纤维束增强钛基复合涂层

    摘要： 本研究采用激光熔覆技术在钛合金基体上以TiB2粉末（0.5微米、5微米和50微米）为熔覆材料制备涂层，探究了不同TiB2粒径及激光功率对熔覆层组织的影响。结果表明：使用0.5微米TiB2作为熔覆材料并在高激光功率（2.5千瓦）条件下，会形成高长径比TiB纤维束；而采用5微米和50微米TiB2作为熔覆材料时，在不同激光功率条件下均会形成TiB纤维束。通过分析熔覆层组织演变过程，探讨了高长径比TiB纤维束的形成机制。同时，该高长径比TiB纤维束熔覆层具有高硬度和高耐磨性的优势，其主导磨损机制为切削与断裂。

    关键词： TiB纤维束、微观结构、磨损、激光熔覆、硬度

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • Al-Si涂层对纤维激光焊接22MnB5钢显微组织和力学性能的影响

    摘要： 对原始状态22MnB5钢（带Al-10wt.%Si涂层）进行对接配置的纤维激光焊接。研究了Al-Si涂层对微观结构转变及包括拉伸试验、疲劳试验和Erichsen杯突试验在内的力学性能的影响。发现带涂层焊接接头熔合区(FZ)存在铝富集(1.37wt%)铁素体，占比15%，而去除涂层接头熔合区几乎完全为马氏体结构。由于更高核平均取向差(KAM)值，应变局部化更易在马氏体/马氏体界面而非铁素体/马氏体界面聚集。带涂层焊接接头熔合区显微硬度较去除涂层接头降低50HV，但因断裂发生在母材(BM)，拉伸性能未受影响。带涂层焊接接头疲劳试样表现优于去除涂层试样，表明熔合区铁素体对循环载荷下的疲劳寿命具有积极影响。Erichsen杯突试验显示去除涂层与带涂层焊接接头具有相似的杯突值(5.60mm和5.67mm)。但铁素体对杯突试验产生相反效应：带Al-10wt.%Si涂层时变形所需峰值力下降35%。

    关键词： 微观结构，铝硅涂层，力学性能，光纤激光焊接，22MnB5钢

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 316L(N)型奥氏体不锈钢板的激光及激光混合焊接

    摘要： 研究了激光焊、混合激光-钨极惰性气体焊（HLT）和混合激光-金属惰性气体焊（HLM）工艺对5.6毫米厚316L(N)不锈钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。评估并讨论了焊接金属显微组织和接头力学性能的差异，对比了焊缝几何形状、铁素体数（FN）、凝固模式、二次枝晶臂间距、硬度和拉伸性能。激光焊接头呈现窄焊缝轮廓且冷却速率高于混合激光电弧焊接头，其焊接金属表现为奥氏体凝固模式。HLT焊接因热输入较高而形成较粗的焊接金属显微组织，并呈现奥氏体-铁素体凝固模式。HLM工艺具有适中的热输入和冷却速率，其焊接金属呈现铁素体-奥氏体凝固模式且铁素体数为2.5?；旌虾附庸ひ找蛱靥搴拷细呤购附咏鹗粲捕雀蟆LM焊接接头相比其他接头具有更高的屈服强度、抗拉强度和延展性，该工艺还允许更大的间隙容差并可通过添加填充金属实现焊接，推荐用于316L(N)不锈钢的焊接。

    关键词： 铁素体、不锈钢、焊接、微观结构、钢、激光、混合、凝固、316L(N)、电弧

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 采用脉冲激光辐射熔覆TiC颗粒制备的Ti-5.5Al-2Zr-1Mo-1V近α型钛合金表面激光合金化

    摘要： 为改善表面性能，对Ti-5.5Al-2Zr-1Mo-1V近α型钛合金进行了激光表面合金化处理。通过脉冲激光辐射熔化钛合金表面，同时向激光辐照区输送TiC合金粉末组分。激光合金化过程中，碳化钛粉末颗粒部分熔化并与基体金属混合，形成枝晶状及高分散态的新型弥散TiC相。研究表明，采用脉冲激光辐射对Ti-5.5Al-2Zr-1Mo-1V近α型钛合金进行激光合金化处理后，其表面硬度提高1.4倍，摩擦系数降低1.2倍。

    关键词： 摩擦学测试，激光合金化，微观结构，钛合金

    更新于2025-11-21 11:20:48

  • 生物可降解镁合金WE43的激光增材制造：微观结构详细分析

    摘要： WE43是一种以钇和钕为主要合金元素的镁合金，已成为成熟的生物可降解植入材料。该合金植入物通常通过粉末挤压及后续机加工制成，但对于更复杂的几何结构，激光粉末床熔融（LPBF）技术展现出良好应用前景。然而该工艺涉及的熔池凝固过程中极高冷却速率及后续热处理会引发显微组织剧烈变化，这种变化对力学性能和降解行为的影响机制尚不明确。本研究通过对比LPBF制备的WE43与铸造WE43，重点采用电子显微镜成像、基于能量色散X射线光谱的化学元素分布分析并结合电子衍射进行相鉴定，系统研究了LPBF工艺诱导的显微组织演变。我们识别出多种显微组织类型：激光熔池中心存在等轴晶区，熔池边界则呈现层状区和部分熔化区。层状区由沿镁基面排列的枝晶状层状结构组成，其间分布着富钕纳米级金属间化合物相。这些相表现为由Mg3Nd构成的球形颗粒和位于镁柱面、由Mg41Nd5形成的片状结构。钇元素既以固溶体形式存在，也存在于源自粉末颗粒表壳的氧化颗粒中。由于后续激光扫描对层状区的热影响，在显著晶粒生长后块体材料中形成了强织构特征。

    关键词： 快速凝固、微观结构、骨支架、电子显微镜、可生物降解植入物、WE43合金、激光粉末床熔融、镁

    更新于2025-11-21 11:20:48

  • AlxCu0.5FeNiTi高熵合金激光表面合金化的冶金与侵蚀研究

    摘要： 通过激光表面合金化技术在AA1050铝基体上预混高纯度Cu、Fe、Ni和Ti粉末，合成了AlxCu0.5FeNiTi高熵合金涂层，旨在提高显微硬度和抗冲蚀性能。分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和维氏显微硬度计对相组成、微观结构和显微硬度进行研究。利用空气喷射冲蚀装置测试了AlxCu0.5FeNiTi涂层的冲蚀行为。SEM图像显示存在三个区域，这些区域的百分比成分通过能谱仪测定。AlxCu0.5FeNiTi涂层的XRD分析证实这些区域为无序BCC相与两种FCC固溶体相的混合物。该高熵合金涂层的显微硬度是AA1050铝基体的18倍。结果表明，AlxCu0.5FeNiTi高熵合金涂层具有优异的抗冲蚀性能。

    关键词： 激光表面合金化，显微硬度，微观结构，高熵合金，侵蚀速率

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • Ti-Pb异种接头的激光焊接特性及熔池中的元素扩散

    摘要： 激光焊接铅金属与钛或钛合金（一种典型的异种材料焊接工艺）具有极大挑战性。研究人员采用3千瓦连续波Nd:YAG激光器对Ti-Pb和Ti6Al4V-Pb组合进行了焊接试验，探究了激光功率、光束偏移量等工艺参数对焊缝熔深的影响，测试了焊缝的微观组织、元素分布及显微硬度，并基于实验数据研究了Ti-Pb和Ti6Al4V-Pb组合激光焊接过程中的元素扩散特性。 实验结果表明：对于钛合金与铅金属的焊接，光束偏移量是主要影响因素；而对于纯钛与铅金属的焊接，激光功率起关键作用。研究建立了Ti-Pb-Al三元合金化学势计算模型，计算显示：在Ti-Pb-Al三元体系中，随着Pb含量增加，Ti元素的化学势升高；但在Ti-Pb二元体系中，Ti元素的化学势随Pb含量增加而降低。根据计算结果，在Ti-Pb-Al三元体系中，由于熔池中存在Al元素，Ti元素更倾向于向Al元素扩散，而向Pb元素的扩散驱动力较弱。对比发现：Ti-Pb二元体系更易形成混合熔合焊缝，而Ti-Pb-Al三元体系的传质界面现象更为显著——该结论与EDS线扫描及显微硬度测试结果相符。

    关键词： 化学势、界面、微观结构、铅金属、钛合金、激光异种焊接

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 激光熔覆处理仿生耦合单元对62Cu-38Zn黄铜微观组织与耐磨性能的影响

    摘要： 为提高62Cu-38Zn黄铜的耐磨性，采用镍基、铁基和钴基自熔合金粉末通过激光熔覆制备仿生耦合单元。本文研究了这些单元的微观组织、化学成分及力学性能，并通过干滑动磨损试验检测样品耐磨性。结果表明：单元与基体间形成良好冶金结合，熔覆区获得细小枝晶组织，证实激光熔覆对黄铜具有显著改性效果。不同自熔合金粉末的熔覆处理均有利于强化黄铜表面并提升其耐磨性，但各处理效果存在差异，其中镍基合金粉末处理的样品耐磨性最佳。

    关键词： 耐磨性、激光熔覆、仿生耦合单元、微观结构、62Cu-38Zn黄铜

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 6061铝合金与铝基复合材料的异种金属激光焊接接头

    摘要： 本文采用激光焊接技术研究了6061铝合金与铝基复合材料的异种金属连接。在搭接接头中添加了TiB2颗粒，分析了焊接工艺、显微组织及焊接接头的耐蚀性能。结果表明：优化后的工艺参数为激光功率6 kW、焊接速度0.6 mm/s、脉冲宽度11.5 ms、激光频率4.5 Hz。熔池中存在少量明显气孔，显微组织中含有Al2Ti、Fe2Si和Al0.5Fe3Si0.5相。焊接过程中部分TiB2颗粒发生分解并与熔融铝反应，其余TiB2颗粒通过形核凝固析出，过量TiB2颗粒被熔融铝推至晶界。熔融基体金属对TiB2颗粒具有良好润湿性。不同状态下合金的耐蚀性由高到低依次为：焊缝梁>6061铝合金>铝基复合材料。

    关键词： 铝基复合材料、激光焊接、TiB2颗粒、微观结构、6061铝合金、异种金属接头、腐蚀性能

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 构建方向对选择性激光熔化Ti-6Al-4V用于可摘局部义齿卡环的微观结构和性能的影响

    摘要： 问题陈述：选择性激光熔融（SLM）制备的Ti-6Al-4V合金已用于可摘局部义齿，但其构建方向的影响尚不明确。 研究目的：本体外实验旨在比较不同构建方向的SLM Ti-6Al-4V卡环与铸造Ti-6Al-4V卡环的微观结构及性能差异。 材料与方法：采用SLM技术以三种构建方向（SLM0、SLM45和SLM90）及铸造法（CAST对照组）制作48个Ti-6Al-4V卡环。通过金相显微镜和共聚焦激光扫描显微镜观察微观结构，测量卡环适合性及表面粗糙度并评估物理性能。采用有限元分析计算卡环的冯·米塞斯应力值。所有样本在人工唾液中模拟5年临床使用进行摘戴测试，随后通过三点弯曲试验分析卡环臂断裂面（扫描电镜观察）。所有数据均进行统计学分析（α=0.05）。 结果：Ti-6Al-4V样本呈现α+β双相混合组织，β晶粒生长方向近似平行于构建方向，β晶粒间分布针状α晶粒。SLM0和SLM45的表面粗糙度显著高于SLM90，其适合性虽不及SLM90但优于铸造组（P<0.05）。有限元分析显示最大冯·米塞斯应力位于固位臂中部，0.50mm倒凹卡环的应力值远低于弹性极限。SLM90卡环的固位力衰减幅度小于铸造组（P<0.05）。铸造卡环呈脆性断裂，而所有SLM卡环均为韧性断裂。 结论：SLM Ti-6Al-4V的微观结构通过改变材料各向异性影响卡环性能。测试组中SLM90卡环具有最佳适合性、最低表面粗糙度及最优抗疲劳性能，且能就位0.50mm倒凹。

    关键词： 选择性激光熔化、Ti-6Al-4V、构建方向、可摘局部义齿卡环、性能、微观结构

    更新于2025-11-21 11:08:12