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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • 选区激光熔化FeCoCrNiC0.05高熵合金的析出行为

    摘要： 间隙元素能有效强化高熵合金(HEAs)。本研究通过选择性激光熔化(SLM)制备了FeCoCrNiC0.05合金并对其进行退火处理，考察了退火对SLMed FeCoCrNiC0.05微观组织和力学性能的影响。结果表明：在退火条件下可析出纳米级Cr23C6型碳化物，从而提高屈服强度。经1073K退火0.5小时的SLMed FeCoCrNiC0.05合金屈服强度达787MPa，延伸率为10.3%?；贏vrami公式建立了SLMed FeCoCrNiC0.05的沉淀动力学模型。其高强度源于固溶强化、沉淀强化及类胞状结构的共同作用。

    关键词： 沉淀动力学、硬化机制、选区激光熔化、力学性能、高熵合金

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 将原位过程监测数据与选区激光熔化Ti-6Al-4V多孔生物材料承载能力下降相关联

    摘要： 选择性激光熔化技术能够制造出具有优良生物特性的复杂多孔结构，这类结构被称为多孔生物材料。本文重点研究基于在线光电二极管的工艺监测系统对激光运行状态的监控效果，并分析其与最终零件力学性能的关联性。研究采用生产级Renishaw 500M设备，使用Ti-6Al-4V粉末原料制备多孔结构。加工过程中通过同轴工艺监测系统采集熔池与激光运行数据，采用先进扫描工艺使激光参数控制支柱尺寸。实验在结构特定层位分别降低33%、66%和100%的激光输入能量，通过计算机断层扫描与扫描电子显微镜表征受影响支柱，并利用准静态压缩测试测定结构力学性能。结果表明：随着输入能量降低及受影响层数增加，结构承载能力相应下降，强度显著降低的结构在压缩测试中还出现失效模式改变。将此类结构的加工数据与对照结构数据进行逐层对比计算，发现两组信号总偏差量与结构承载能力降低存在明确相关性，证实通过对比构建数据与基准数据集，可获得多孔结构完整性的重要信息。

    关键词： 多孔结构，选区激光熔化，过程监测

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 选择性激光熔化过程中扫描策略对增材制造Ti-6Al-4V表面形貌、孔隙率和显微组织的影响

    摘要： 研究了选择性激光熔化（SLM）Ti-6Al-4V过程中扫描策略的影响。将优化的蜂窝状扫描策略（岛状扫描建模）与简单蜂窝状扫描策略（岛状扫描条纹）及简单的反向平行线扫描策略（线扫描）进行对比。通过光学三维（3D）表面测量研究表面纹理，结合光学显微镜（LOM）观察发现构建过程中的热应力会导致形变。边缘效应造成的凸起边缘主导了所有试样的表面纹理。扫描策略决定表面纹理，其中线扫描策略获得的表面粗糙度最低。采用X射线计算机断层扫描成像研究孔隙率，线扫描和岛状扫描建模试样主要呈现球形孔隙，而岛状扫描条纹策略显示出更多未熔合缺陷且总孔隙量更高。通过LOM和扫描电子显微镜（SEM）研究微观结构，Ti-6Al-4V的微观结构主要为马氏体α'和先前的β晶粒。不同扫描策略的形态各异，在岛状扫描试样底部观察到α'分解为层状α/β的现象，相应地该试样分解区域的硬度降低。

    关键词： 扫描策略、孔隙率、表面形貌、选区激光熔化、粉末床熔融、微观结构、SLM、Ti-6Al-4V

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 选择性激光熔化中采用不同激光加工参数制备的Ti-6Al-4V样品的原始表面形貌

    摘要： 产品在机械载荷和化学环境下的表面形貌起着至关重要的作用。选区激光熔化（SLM）产品的表面通常具有高粗糙度，且不同平面的粗糙度也存在差异。作者研究了不同激光加工参数组合对SLM试样表面特性的影响，所考虑的加工参数包括能量密度（ED）及其工艺参数——激光功率、扫描速度和层间距。此外，还通过重熔效应进行了对比研究：先采用低能量密度熔化，再采用最佳激光加工参数进行重熔扫描。结果表明，不同激光加工参数会导致表面形貌显著差异。最终，材料的热物理特性（如熔池粘度、熔池热物理稳定性、凝固时间、冷却时间、收缩率、毛细效应、表面张力、球化效应以及粉末颗粒熔化量）与不可预测性共同影响了试样的表面性能。研究还揭示了加工参数与试样垂直壁面因部分熔化粘附粉末颗粒导致微裂纹产生之间的有趣关联。

    关键词： Ti-6Al-4V合金，选区激光熔化，激光加工参数，表面形貌，重熔扫描

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过选择性激光熔化控制316L奥氏体不锈钢的晶体取向

    摘要： 近年来，增材制造作为一种能够控制金属材料晶体织构的技术备受关注。我们通过选择性激光熔化（SLM）成功实现了对316L奥氏体不锈钢晶体织构的控制。通过改变激光扫描速度，获得了三种独特的织构：沿构建方向具有{001}取向的单晶状织构、由沿构建方向具有{011}和{001}取向的两种晶粒交替堆叠形成的晶体层状织构，以及取向相对随机的多晶结构。熔池形状及凝固行为（热梯度和固/液界面迁移速度）可能是SLM工艺下晶体织构演变的重要控制因素。

    关键词： 各向异性、晶体织构、金属增材制造（AM）、选区激光熔化（SLM）、熔池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光粉末床熔融过程中Ti-6Al-4V微观结构演变的模拟辅助分析

    摘要： 提出了一种多相场模型与取向场相结合的方法，用于描述激光粉末床熔融（LPBF）过程中激光-材料相互作用诱导的微观结构演变。相关相变过程由自由焓驱动的形核与生长机制实现。通过引入经验修正项降低了相场方法数值模拟所需的网格分辨率。本研究重点针对钛合金Ti-6Al-4V的LPBF加工过程，特别关注β-Ti相与熔体之间的转变行为。将模拟结果与实测数据进行对比分析，发现对MPF模型施加数值修正可避免晶体生长过程中的网格各向异性。模拟显示β相晶体沿(100)晶向向熔体生长，且β相向α相的相变模型与XRD测试结果相符。

    关键词： 仿真、取向场法、相场法、选区激光熔化、流体体积法、激光粉末床熔融

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 多激光选区激光熔化中扫描策略对残余应力影响的数值分析

    摘要： 选择性激光熔化（SLM）过程中不可避免形成的残余应力会导致工件变形、开裂甚至分层。目前SLM加工通常采用单激光束，但其生产效率远低于多激光束方案。此外，公开文献中关于多激光条件下残余应力的研究较为有限。本文首先建立了考虑Ti-6Al-4V材料温度相关特性、相变及对流效应的三维热力耦合模型，随后通过实验数据验证了熔池最大温度及尺寸的数值模拟结果。进一步针对系列扫描策略开展参数化研究：仿真表明当激光器数量增至四台时残余应力显著上升；相比连续扫描策略，"双区技术"扫描策略使等效应力降低10.6%；随着扫描长度缩短，残余应力先轻微上升后急剧下降，在扫描长度为原长的1/4时达到最小值。对于多激光SLM工艺，通过精心规划扫描顺序与扫掠方向以减少热集中，能有效控制残余应力。

    关键词： 扫描策略，热力模型，残余应力，选区激光熔化，多激光

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于计算流体动力学（CFD）的选区激光熔化（SLM）增材制造过程模型开发与校准，旨在优化激光参数

    摘要： 选择性激光熔化技术的主要关注点在于从相互连接的扫描轨迹中获得完全致密的零件。工艺参数的正确选择对获得无孔隙部件至关重要。本研究开发了一个模拟打印过程的模型，旨在创建一个简单的数值工具，用于设计适用于任何成分金属合金的加工窗口。所采用的简化方法使该模型尽可能实用，同时保持物理描述的代表性。通过拟合来自三个文献来源（涉及Ti6Al4V、Inconel 625和Al7050）的轨?？矶?、深度和横截面积的实验测量值对模型进行了校准。有效熔池热导率、激光吸收率和激光能量作用深度是拟合参数。激光吸收率和激光能量作用深度几乎随比能的增加而线性上升；三种分析合金的斜率非常接近。所得结果增强了对该模型作为预测工具的信心，前提是在更广泛的金属合金范围内进行进一步校准。

    关键词： 激光参数、数值模型、加工窗口、选区激光熔化、增材制造、金属合金

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过三维激光冲击喷丸修复选区激光熔化中的裂纹

    摘要： 对CM247LC等镍基高温合金进行选择性激光熔化(SLM)时易产生焊接裂纹。本文研究了通过在SLM构建阶段反复施加激光冲击喷丸(LSP)来抑制裂纹的方法。采用不同LSP参数处理CM247LC试样，并量化了其对整体裂纹密度的影响。研究发现，在所有选定条件下均可实现高达95%的显著降低，证明了这种新型混合3D LSP方法在改善易裂合金SLM加工性能方面的潜力。

    关键词： 镍基高温合金CM247LC，选区激光熔化，裂纹密度，激光冲击强化，三维激光冲击强化

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 选区激光熔化制备的β凝固Ti-40Al-9V-0.5Y合金的开裂行为与控制

    摘要： 本研究通过选择性激光熔化（SLM）成功制备了具有高开裂敏感性的β凝固Ti-40Al-9V-0.5Y（原子百分比）合金，并探究了开裂敏感性的影响因素、开裂行为及裂纹抑制机制。结果表明：工艺参数对开裂敏感性的影响强烈依赖于熔池不同传热模式下的冷却速率，具有更高冷却速率的传导模式比小孔模式表现出更高的开裂敏感性。由冷却速率控制的组织特征和相变决定了β凝固γ-TiAl合金在SLM过程中的本征延展性?；诖?，提出了凝固裂纹和冷裂纹的形成与抑制机制。最终通过SLM制备出无裂纹、具有细小等轴组织且力学性能优异（显微硬度542±19 HV，屈服强度1871±12 MPa，抗拉强度2106±13 MPa，极限压缩应变10.89±0.57%）的Ti-40Al-9V-0.5Y样品，其强化机制可归因于晶粒细化和沉淀强化。

    关键词： 相变、选区激光熔化、开裂行为、微观组织、β凝固γ-TiAl合金、裂纹控制

    更新于2025-09-16 10:30:52