收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钛基氧化锆复合材料选区激光熔化工艺及组织性能研究

李鑫  
【摘要】:钛合金与氧化锆在航空航天、医用植入体等领域都有广泛应用,将氧化锆添加到钛合金中形成复合材料,可以增加强度和硬度,改善耐磨性和高温性能等。但钛合金与氧化锆互不润湿,传统制造方法难以达到二者的有效结合。选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术激光具有能量密度大、成形精度高、速度快、可定制化等特点,是制备钛基氧化锆复合材料的理想工艺。本文采用先超声振动预混合,后混粉机连续混合的方法,使纳米尺度的氧化锆粉末均匀分布于微米尺度的TC4(Ti-6Al-4V)粉末球的表面,制备了钛合金与氧化锆质量比分别为100:3和100:10的两种粉末TC4-3nYSZ和TC4-10nYSZ,然后采用SLM工艺制备钛基氧化锆复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了复合材料的物相构成和组织特征,分析了其力学性能。研究了 SLM工艺参数和氧化锆含量对钛基氧化锆复合材料组织性能的影响,结果如下:研究了选区激光熔化工艺参数(激光功率P、扫描速度V、扫描间距H)对钛基氧化材料致密度、成形质量的影响。随着氧化锆质量分数提高,SLM成形钛基氧化锆复合材料的工艺窗口变窄。在P=450W,V=2500mm/s,H=70μm条件下,获得的 TC4 钛合金致密度为 97.63%;P=370W、V=1100mm/s、H=100μm时获得 TC4-3nYSZ 复合材料致密度为 97.56%;P=370W、V=1200mm/s、H=80μm的工艺参数下获得的TC4-1OnYSZ复合材料致密度为96.95%。研究了氧化锆含量对TC4及复合材料组织的影响。SLM成形TC4钛合金主要由初生α相、马氏体α'相和少量β相构成;SLM成形TC4-3nYSZ复合材料主要由马氏体α'相和少量β相构成;SLM成形TC4-10nYSZ复合材料微观组织主要由马氏体α'相、少量β相、少量氧化锆颗粒构成。添加氧化锆后,相对于TC4钛合金,TC4-3nYSZ复合材料钛基体β相基体晶粒细化,马氏体α'相变得更加细长;TC4-10nYSZ复合材料β相基体晶粒也得到了细化,马氏体α'相长宽比下降,变得短粗。对SLM成形的钛基氧化锆复合材料微观组织影响最大的工艺参数是扫描间距,其次是扫描速度,最后是激光功率;随着扫描间距增加,熔道宽度增加,马氏体α'相长宽比增加;随着扫描速度增加,熔道宽度减小,马氏体α'相长宽比增加;随着激光功率增加,熔道宽度和马氏体α'相长宽比略微增加。SLM成形TC4钛合金压缩强度为1708MPa;平均硬度381HV;磨损失重0.073g(加载100N,磨损时间30min)。相比TC4钛合金,复合材料的抗压强度和硬度有了很大提高,TC4-3nYSZ和TC4-1OnYSZ复合材料抗压强度分别达1982MPa和2153MPa;平均硬度分别达440HV和511HV;TC4-3nYSZ复合材料磨损失重为0.042g,降低41%,TC4-10nYSZ复合材料磨损失重为O.lOOg,增加39%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄运涛;彭乔;;钛基金属氧化物阳极的研究进展[J];全面腐蚀控制;2006年01期
2 陈惠卿,王晓航;复合钛基润滑脂发展现状[J];润滑油;2003年01期
3 李素;;复合钛基脂的诞生、性能及应用[J];润滑油;2005年06期
4 王川;蒋明俊;;复合钛基脂的性能及应用[J];当代化工;2019年08期
5 刘黎;王先友;曹国忠;;钠离子电池钛基负极材料研究进展[J];储能科学与技术;2016年03期
6 王鑫;祁炎;张羊换;董小平;冯猛;王新林;;钛合金用钛基焊料的现状及发展[J];金属功能材料;2005年06期
7 邹京发;聂仲清;;攀枝花钛基地发展战略研究框架[J];攀枝花科技与信息;2005年01期
8 祁焱,张羊换,全白云,孙桂琴,王新林;钎焊及钛基钎焊料的发展及应用[J];金属功能材料;2003年05期
9 ;钛基处理试验[J];氯碱工业;1979年06期
10 曾昭焕;氢和肼环境对钛基材料应用性能的影响[J];导弹与航天运载技术;1996年04期
11 尹继辉;马振江;贺彦赟;薛松;;纳米碳酸钙颗粒作为钛基脂添加剂的摩擦学性能[J];润滑与密封;2019年12期
12 杨巍;许伟;周晨;乔靖;梁云锋;;钛基锂离子电池负极材料改性的最新研究进展[J];盐业与化工;2015年11期
13 杨军红;李佗;石新层;;钛基材料中元素分析方法研究进展[J];理化检验(化学分册);2014年04期
14 陈继国;;聚四氟乙烯颗粒在复合钛基脂中的摩擦磨损性能研究[J];机械设计与制造;2010年11期
15 吴江;高勃;谭华;姚月玲;陈静;王晓波;;激光快速成形技术制造全口义齿钛基托[J];中国激光;2006年08期
16 张玉萍,鞠鹤,武宏让,康新婷,蔡天晓;钛基镀铂工艺研究进展[J];钛工业进展;2002年02期
17 汪怀远;于贞;朱艳吉;王宝辉;;低维钛基材料的可控水热合成及其应用研究进展[J];材料导报;2011年01期
18 梁镇海;张福元;樊彩梅;苗海霞;;钛基二氧化锡电极的制备及性能研究[J];稀有金属材料与工程;2007年02期
19 龚竹青,欧阳全胜,祝永红,程代松;钛基形稳阳极的制备方法及其应用[J];稀有金属与硬质合金;2005年03期
20 亓家钟;;钛基新材料[J];粉末冶金技术;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王婷婷;王丽娜;范震;;阳极氧化后着色钛基台对种植体周围红色美学的临床评估[A];第十一次全国口腔修复学学术会议论文汇编[C];2017年
2 张绍清;蔡洪桢;王东胜;贺慧霞;刘洪臣;;钛基钽涂层人工种植体与下颌骨结合能力研究[A];第十一次全国口腔修复学学术会议论文汇编[C];2017年
3 宋振阳;许高杰;程昱川;郭建军;吴开华;刘雪辉;吴敬华;刘丰华;崔平;;一种氧钛基颗粒的合成及其电流变性能研究[A];第七届全国液体和软物质物理学术会议程序册及论文摘要集[C];2010年
4 王昌松;吴训锟;陆小华;;钛基晶须填充刹车片摩擦磨损性能的研究[A];第九届中国摩擦密封材料技术交流暨产品展示会论文集[C];2007年
5 贺慧霞;刘洪臣;蔡洪桢;张绍清;张桂兰;路荣建;;钽涂层对钛基人工种植牙骨结合的影响[A];2019第九次全国口腔生物医学学术年会论文汇编[C];2019年
6 贺慧霞;刘洪臣;路荣建;王飞翔;蔡洪桢;张桂兰;张绍清;;钛基钽涂层人工种植牙研制[A];2018全国口腔生物医学学术年会论文汇编[C];2018年
7 吴江;高勃;王晓波;刘一帆;;3D打印技术制作全口义齿钛基托及其适合性研究[A];第十四次全国数字化口腔医学学术会议论文集[C];2016年
8 辛永磊;许立坤;吴维兰;宁慧利;;钛基金属氧化物电极性能改进研究[A];第十届全国腐蚀大会摘要集[C];2019年
9 和野;蔡开勇;;负载LL-37功能肽的多微孔钛基材料的干细胞招募研究及体内评价[A];第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编[C];2018年
10 展思辉;马淑芹;李轶;于宏兵;;介孔二氧化钛基复合纤维制备及环境催化性质研究[A];中国化学会第26届学术年会环境化学分会场论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 熊亚;新颖结构的钛基嵌钠材料及其电化学应用[D];武汉大学;2017年
2 胡深;钛基金属-有机骨架材料的设计调控合成研究[D];大连理工大学;2018年
3 吴江;应用激光快速成形技术制作全口义齿钛基托的实验研究[D];第四军医大学;2007年
4 刘小波;钛基金属氧化物复合材料性能的研究[D];吉林大学;2009年
5 侯乐干;医用多孔钛基金属材料制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
6 马伊;掺杂钛基纳米材料的制备、表征及光催化性能研究[D];北京化工大学;2011年
7 陈继国;复合钛基润滑脂的制备及其摩擦学和生物降解性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 史永正;钛基网络纳米复合材料的制备及其储能和光催化性能研究[D];北京化工大学;2018年
9 宋亮;一维钛基纳米材料的合成、改性及光催化性能研究[D];中国海洋大学;2011年
10 石良;低维钛基纳米材料的水热合成及其在染料废水处理中的应用[D];中国海洋大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李鑫;钛基氧化锆复合材料选区激光熔化工艺及组织性能研究[D];山东大学;2020年
2 杨宁;新型复合钛基混凝剂的制备与性能探究[D];北京交通大学;2019年
3 曾诚;柔性钛基钠离子电池负极材料的研究[D];华南理工大学;2019年
4 胡宇翀;钛基材料负载MOFs复合电极对苯系物的催化降解[D];南京师范大学;2019年
5 陈梦华;纯铜增韧钛基非晶基复合材料的制备及相关力学性能研究[D];湘潭大学;2019年
6 陈金;钛基氧化物锂离子电池负极材料的制备与储能特性研究[D];山东理工大学;2019年
7 聂瑀;铜钛基选择性催化还原催化剂的制备及脱硝性能评价[D];北京林业大学;2017年
8 吝金环;原子层沉积法制备钛基纳米电极材料及其在钠离子电池中的性能研究[D];深圳大学;2018年
9 朱彩霞;钛基氧化物的制备及其镁锂混合电池性能[D];新疆大学;2019年
10 王变;医用钛基金属表面纳米结构的构建及性能研究[D];华北理工大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姚红亮;洛阳钼钨钛基地又添新军[N];中国有色金属报;2006年
2 黄晓;一种钛基复合氧化物粉体的制备方法[N];中国有色金属报;2002年
3 记者 周军 谢玉先;四川:支持攀钢做强特色产业[N];中国冶金报;2007年
4 记者 赵晓琳;云铝股份子公司拟投建铝钛基合金加工项目[N];上海证券报;2012年
5 唐伟;低成本高性能钛基复合材料制备技术研究[N];科技日报;2007年
6 陈凯星;钛基纳米材料生产基地在哈尔滨建成[N];科技日报;2001年
7 记者 唐凤;新膜材料不用压力也能净化水[N];中国科学报;2019年
8 晋友;帝人开发钛基聚酯生产催化剂技术[N];中国纺织报;2002年
9 李富朝 孙庚辰 程树森 吴启常 张玉涛 樊旭光;碳钛联手 守护高炉[N];中国冶金报;2016年
10 本报记者 白竹;云铝股份加快一体化进程[N];云南经济日报;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978