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直接激光沉积工艺技术参数对Ti-6Al-4V合金沉积件组织与性能的影响
摘要： 直接激光沉积技术是在各行业中最具应用前景的技术之一。该技术最有前景的应用领域之一是航空工业。由于钛合金具有独特的性能，它被广泛应用于飞机工业中的燃气涡轮发动机部件。本文研究了DLD工艺参数对缺陷形成和结构的影响，确定了能量密度对零件力学性能的影响。
关键词： 直接激光沉积、增材制造、力学性能、钛合金
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光熔覆制备的Y?O?掺杂WC增强镍基钛合金复合涂层的微观结构与性能
摘要： 本研究通过激光熔覆技术在Ti-6Al-4V钛合金基体上制备了添加Y2O3的WC增强镍基复合涂层。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计和磨损试验机研究了复合涂层的物相、微观组织、显微硬度和耐磨性。结果表明：复合涂层与基体实现了良好的冶金结合，主要物相为γ-Ni、TiC、TiB2、Ni3B、M23C6和WC。激光熔覆过程中大部分WC分解为细小WC颗粒。复合涂层显微硬度约为钛基体的3倍，耐磨性显著提高。
关键词： 钛合金、微观结构、激光熔覆、Y2O3、WC、镍基复合涂层
更新于2025-11-28 14:24:20
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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
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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
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激光熔化沉积Ti–5Al–5Mo–5V–1Cr–1Fe钛合金的塑性各向异性
摘要： 对激光熔化沉积Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe钛合金试样进行了不同取向的拉伸试验，结果表明该材料存在显著的塑性各向异性。通过结合数字图像相关技术的原位拉伸试验，研究了特定材料结构对应的力学性能。结果显示厚柱状晶粒与其他晶粒的塑性性能存在明显差异：相同应力水平下，厚柱状晶粒率先屈服并承担试样主要塑性变形。厚柱状晶粒与其他晶粒的弹塑性泊松比也有所不同。层带区域的测试表明，较粗大的层带微观结构具有更强的抗拉塑性变形能力，但抗剪塑性变形能力较弱。此外，层带两侧初生α板条的取向可能不同，这对试样的拉塑性变形具有显著影响。
关键词： 数字图像相关法，塑性各向异性，激光熔化沉积，钛合金，力学性能
更新于2025-10-24 16:40:20
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激光-MIG焊接-钎焊制备的Ti/Al异种接头组织与力学性能
摘要： 我们采用无坡口激光-MIG复合焊-钎焊工艺，将AA6061铝合金与Ti6Al4V钛合金这两种异种轻金属进行了对接焊接。通过优化激光与电弧参数，获得了成形良好且力学性能优异的可靠接头。利用扫描电子显微镜和能谱仪研究了金属间化合物（IMCs）层的微观结构，并测试了带/不带强化区的接头抗拉强度。金属间化合物的形貌与厚度在接头各区域呈现差异：Ti6Al4V上表面形成连续薄层TiAl3，并有部分棒状IMCs向熔合区生长；对接面高热输入区（因高功率激光耦合MIG电弧导致热量集中）形成厚度约10.0微米的双层IMCs（近钛合金侧为TiAl，近熔合区侧为TiAl3）；对接面低热输入区双层IMCs变得连续均匀，锯齿状形貌消失且层厚减至4.0微米；接头背面化合物层（TiAl3）厚度约1.0微米。带强化区与无强化区接头的平均抗拉强度分别为226MPa和210MPa，分别达到AA6061母材强度的88%和81%。
关键词： 异种接头，钛合金，金属间化合物，激光-MIG复合焊接-钎焊，铝合金
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于皮秒激光微加工的生物医用钛合金微观结构与特性
摘要： 激光微加工因其高精度、非接触性和可调参数等特性，近年来已成为研究热点。本文采用皮秒激光对TC4钛合金植入体样品进行特定表面织构加工，通过响应面法优化了直接影响表面织构微观结构与特性的激光功率、扫描速度和扫描次数等关键参数。利用扫描电子显微镜(SEM)评估微观结构，并通过三维表面轮廓仪测量表面织构特征尺寸。此外，通过内皮细胞培养实验研究了具有特定表面织构样品的生物功能化效果。结果表明：结构良好的表面织构对促进钛合金植入体的细胞黏附与增殖具有重要作用。
关键词： 皮秒激光微加工、微结构、生物功能化、钛合金
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于光电二极管的仪器对Ti64合金真空电弧重熔过程中电弧动力学的研究
摘要： 理解真空电弧重熔（VAR）过程中的电弧动力学对控制铸锭最终质量至关重要，因为电弧的时空分布决定了铸锭顶部的电流与能量输入，进而影响熔池内金属的流体力学行为及铸锭的凝固条件。本研究基于安装在全尺寸熔炉内的光电二极管对电弧自身发光及熔池反射光的分析，定量探究了真空电弧重熔过程中的电弧动力学。通过测量可确定电弧光辐射质心的位置并追踪其随时间变化的位移规律，这些数据采集于对Ti64合金进行强制高强度交变电磁搅拌的熔炼过程中。研究发现电弧动力学多表现为周期性、非对称性且与搅拌磁场演变高度相关。整个熔炼过程中电弧质心呈现三种规律性位移模式，其共同特征是：在搅拌平台阶段质心相对稳定，在搅拌斜坡阶段则快速移动。在热封顶阶段随着电弧功率降低，观察到质心分布向中心化显著发展的趋势。本文讨论了所观测电弧动力学特性对VAR铸锭最终质量的潜在影响。
关键词： 电弧、光电二极管、钛合金、真空电弧重熔、动力学
更新于2025-09-23 15:21:21
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Ti-6Al-4V合金板激光束焊接与电子束焊接的微观组织及铝元素分布对比研究
摘要： 采用电子束焊接（EBW）和激光束焊接（LBW）对厚度为4毫米的Ti-6Al-4V合金板材进行连接。通过晶粒形貌、显微组织、铝元素分布及接头显微硬度对LBW与EBW进行了对比研究。结果表明：相较于LBW接头，EBW接头中心区周围观察到更多等轴晶；其熔合区（FZ）显微组织更不均匀，针状马氏体α′明显更粗大。此外，EBW接头的铝元素含量显著更低，表明EBW过程中存在更严重的烧损现象。接头上部中心区域铝含量较低源于更高温度导致的更显著元素烧损，而上部铝分布较均匀则归因于该区域更强的对流作用。熔池内对流特性与热场分布被确认为影响铝元素分布的关键因素。EBW接头熔合区较低的显微硬度主要归因于更粗大的针状马氏体α′及更低的铝元素含量。
关键词： 电子束焊接、显微硬度、显微组织、烧损、钛合金、激光束焊接
更新于2025-09-23 15:21:01
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研究目标温度升高及空腔约束尺寸对激光诱导等离子体的影响
摘要： 本工作研究了样品温度对调Q掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器在基频1064 nm波长下产生的镁（Mg）和钛（Ti）等离子体的影响。我们观察到提高样品温度显著增强了等离子体的发射强度。对比100°C与300°C工况下的发射峰值强度，记录到后者较前者出现显著提升。这些结果表明提高样品温度对等离子体发射强度具有重要影响。我们还研究了等离子体动力学特性，发现升高样品温度会降低镁样品表面周围的空气密度?？掌芏鹊慕档偷贾路涔碳跞醪⒓跎倥鲎哺怕?。此外，随着等离子体膨胀，其压力也随之下降。另外，我们采用圆形和方形腔体约束钛等离子体，探究了腔体尺寸对钛等离子体的影响。观察到圆形和方形腔体均普遍提升了发射强度，这归因于腔体内等离子体产生的冲击波对等离子体起到压缩效应。
关键词： 电子温度，激光诱导击穿光谱，镁合金，电子密度，腔体约束，钛合金
更新于2025-09-23 15:21:01