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因科镍718在定向凝固镍基高温合金上外延激光熔覆沉积过程中的外延生长与新杂晶形成机制
摘要： 研究了定向凝固（DS）高温合金在外延激光熔覆沉积（E-LMD）过程中沉积层的外延行为及杂散晶粒（SGs）的形成。通过在外延凝固的DS基体上获得了柱状枝晶结构，沉积层也保持了基体的取向。熔合界面处难以消除的杂散晶粒归因于不同的形成机制，根据分布特征将其分为晶界杂散晶粒（GB-SGs）和碳化物周围杂散晶粒（MC-SGs）。GB-SGs位于低角度和高角度晶界，其形成机制为反复空间变化加热和冷却下热应变与应力累积诱发动态再结晶。MC-SGs围绕碳化物形成，与固液界面形状变化导致的取向偏离胞状晶形成有关，柱状晶向等轴晶转变（CET）是MC-SGs形成的另一机制。
关键词： 散粒，镍基高温合金，激光金属沉积，再结晶，动态，外延，微观结构
更新于2025-11-28 14:24:20
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相变温度和预热对多道次多层激光金属沉积残余应力的影响
摘要： 为研究相变温度和预热对多层多道激光金属沉积（LMD）残余应力的影响，采用具有不同相变特征的五种合金分别进行了有/无预热的多次多层LMD试验，并通过钻孔法测量其残余应力?；谑笛榛竦玫奈锢硇阅苁?，建立了包含相变效应的有限元模型。结果表明：低温固相变具有拉应力松弛效应，会形成压应力区，且该松弛效应随相变温度升高而减弱；与单道LMD不同，高温固相变在多次多层LMD过程中未表现出显著的拉应力松弛效应。当固相变温度较低时，预热仅能在有限程度上改善应力场均匀性；但当预热使热循环最低温度超过固相变起始温度时，固相变的拉应力松弛效应可得到充分发挥。
关键词： 有限元分析、预热、相变温度、残余应力、激光金属沉积
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光金属沉积镁合金AZ31的微观结构特征
摘要： 迄今为止，仅有少量金属材料被用于激光增材制造（LAM）领域研究。然而，通过扩大材料范围来拓宽LAM应用可能性的需求正快速增长。目前钛合金和铝合金是研究焦点，相比之下，镁合金虽具有低密度与高比强度的特性，在增材制造领域却鲜少应用。当前镁结构件主要采用铸造工艺生产，但近年来变形镁合金的使用量也有所增加。镁合金在LAM技术中应用较少的原因可能是镁粉的高易燃性，而采用镁丝进行激光金属沉积（LMD）可规避这一难题。本研究探究了LMD工艺制备的AZ31镁合金微观组织特征，通过光学显微镜和扫描电子显微镜进行观测，并借助EDX与EBSD分析发现了化学成分及微观织构随结构高度的变化规律，采用维氏显微硬度测试分析了微观组织与局部力学性能的关系。结果表明：激光增材制造镁合金的微观组织特征与钛、铝合金存在差异，这为拓展LMD工艺和镁合金的应用范围提供了可能。
关键词： 激光金属沉积、局部力学性能、微观结构、镁合金、焊丝、微织构
更新于2025-11-28 14:24:20
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采用平顶激光与高斯分布激光进行激光金属沉积IN718高温合金的元素偏析及Laves相形成研究
摘要： 研究了采用平顶激光束（FTLB）和高斯分布激光束（GDLB）进行激光金属沉积的IN718高温合金的元素偏析、Laves相形成及力学性能。发现高斯分布激光沉积IN718（GDLD-IN718）中的Laves相形成量显著高于平顶激光沉积IN718（FTLD-IN718）。GDLD-IN718中较高的Laves相生成量导致其沉积态IN718的显微硬度更高而拉伸强度更低（约降低20%）。通过有限元模拟还研究了两种激光作用下激光快速凝固过程中的元素再分配行为。结果表明，GDLB中心严重的激光能量集中会产生更高的熔池温度以及更低的固液界面水平热梯度与垂直热梯度比（GX/GZ）。这些GDLB熔池的典型热特征最终导致合金元素的再分配系数更低，从而使GDLD-IN718中的枝晶间元素偏析和Laves相形成显著加剧。本对比研究证明平顶激光束在激光增材制造中优于高斯分布激光束。
关键词： 枝晶生长、激光金属沉积、元素偏析、分配系数、拉夫斯相
更新于2025-11-21 11:18:25
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采用激光金属沉积技术制备Stellite-6/WC复合涂层包覆层
摘要： 本研究旨在探究通过激光金属沉积（LMD）技术在金属基体上熔覆多层Stellite-6/WC金属基复合材料涂层，以改善其耐磨和耐蚀性能的微观组织与硬度特性。选用Stellite-6和WC-12wt.%Co粉末作为涂层材料，通过分别控制两个送粉器的送粉速率，在S45C基体上垂直铺放不同混合比例的粉末混合物。采用激光熔覆工艺在S45C基体上制备了由三层不同成分组成的Stellite-6/WC复合涂层。利用光学显微镜（OM）进行截面微观组织观察，并通过维氏显微硬度测试评估熔覆层及基体的硬度。实验结果表明：成功在S45C基体上熔覆了高硬度的多层Stellite-6/WC金属基复合材料涂层。通过调控LMD系统的送粉速率，可基于位置依赖性的化学成分与微观组织形成Stellite-6/WC复合涂层的性能梯度。
关键词： 包覆层、增材制造（AM）、金属基复合材料（MMC）、激光金属沉积（LMD）、硬质材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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激光金属沉积制备的CeO2掺杂CoCrFeMnNi高熵合金的微观结构与性能
摘要： 稀土元素通常被视为提升多种合金性能的有效添加剂。本研究首次通过激光金属沉积（LMD）工艺制备了掺杂CeO?的CoCrFeMnNi高熵合金（HEA）复合材料，并对其微观结构、相组成、显微硬度和晶体织构进行了研究。结果表明：LMD工艺成功获得了CoCrFeMnNi HEA/CeO?样品，同时观察到复合体系中存在富含Mn和Cr的不规则小氧化物；稀土元素Ce在样品中呈均匀分布；材料呈现沿构建方向取向的长柱状晶异质枝晶组织，实测平均显微硬度为181.72±9.72 HV0.1。
关键词： 复合材料、二氧化铈、高熵合金、激光金属沉积、增材制造、CoCrFeMnNi
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光金属沉积与锻造Ti-6Al-4V合金的对比研究：单轴力学响应与振动疲劳特性
摘要： 本文对激光熔覆沉积（LMD）与锻造Ti-6Al-4V合金的力学性能进行了对比研究，重点考察了不同应变率下的单轴压缩、拉伸和剪切响应，以及频率为45-50Hz的振动疲劳行为。通过对初始微观组织和断口的显微观察，揭示了LMD试样相比锻造试样具有更低单轴强度、更短疲劳寿命以及更大的疲劳寿命与断裂位置分散性的机理。LMD试样内部的初始孔隙缺陷易形成应力集中区，进而诱发疲劳裂纹。柱状β晶粒导致LMD试样疲劳寿命和裂纹扩展呈现各向异性。
关键词： 断裂分析、激光金属沉积、振动疲劳、初始缺陷、Ti-6Al-4V
更新于2025-09-23 15:21:01
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喷嘴尖端堵塞和扫描方向对四流离散喷嘴激光金属沉积718合金沉积过程的影响
摘要： 根据激光金属沉积（LMD）系统的配置，为实现复杂几何形状零件的制造，通常需要调节喷嘴倾角。此类情况下建议采用离散同轴喷嘴。使用这类喷嘴时，由于粉末颗粒形状不当、粒度分布不均、湿度或温度条件欠佳，在沉积过程中粉末可能堵塞喷嘴流道内部尖端。但这种不利效应也可能转化为优势——当基体几何形状对粉末流形成屏障时，通过激活特定组合的粉末流尖端，可实现复杂表面的涂层制备。本研究首次揭示了采用四流离散同轴喷嘴进行718合金LMD沉积时，扫描方向与流道堵塞对沉积过程的影响，具体包括粉末利用率、材料沉积速率（MDR）以及熔覆层几何形态与尺寸特征。
关键词： 合金718、涂层、激光金属沉积、几何特性、流道堵塞、离散喷嘴
更新于2025-09-23 15:21:01
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氦气作为?；て逶赥i6Al4V高活性材料激光金属沉积中的应用分析
摘要： 激光材料沉积（LMD）是一种近净成形的增材制造工艺。通过激光热源熔化金属粉末颗粒并添加到基材上形成特定几何结构。该技术能够实现涂层制备、高附加值受损部件修复以及复杂三维几何构件的制造。航空航天和模具等诸多工业领域因其功能特性及适用材料的广泛性对该工艺表现出浓厚兴趣。前期研究致力于开发?；て迥？?，使机器无需完全惰性气氛即可加工高活性材料；同时评估了氩氦混合气体对其他非高活性合金LMD工艺的影响。本研究旨在深化理解上述两个因素的组合效应如何影响LMD工艺——既整合前期研究成果，又针对Ti6Al4V这类高活性合金开展现象评估。通过改变保护气体成分及流量参数，该研究涉及熔池温度测量与沉积熔覆层的特性分析。
关键词： 激光金属沉积，钛合金Ti6Al4V，氦气，钛，保护气体，?；て眨?，氩气，氩
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于激光金属沉积的高功率二极管激光器矩形出口同轴喷嘴分析与设计
摘要： 高功率二极管激光器（HPDL）具有顶部呈平顶分布的宽矩形光斑（RBS），特别适用于激光金属沉积制造大型部件。为设计匹配HPDL矩形光斑的同轴矩形出口喷嘴，本文提出一种新型宽束同轴送粉喷嘴（WBCFN）出口结构?；贏NSYS FLUENT建立的气粉流模型，研究了该新型同轴喷嘴结构参数对气流和粉末分布的影响。通过定义两个定量指标，寻求使粉末流发散最小化且横向与纵向粉末分布均匀化的最优设计方案。进而分析了结构参数对粉末流浓度分布及焦距的影响规律与敏感性。结果表明：两个指标随出口宽度增大而升高，而浓度方差随腔体长度和倾角增大先升后降，焦距则随倾角增大而减小。最终通过综合分析获得设计方案的最优解，并通过实验验证模型有效性，证实所设计的WBCFN能为HPDL获得良好的沉积层形貌与质量。
关键词： 宽束同轴送粉喷嘴，激光金属沉积，离散相模型，高功率二极管激光器
更新于2025-09-23 15:21:01