【摘 要】
：
Cu-Cr-Zr铜合金拥有优良的导电性、导热性、较高的强度、硬度和高温性能,已被广泛应用于机械、电子、化工、交通、航空航天等领域。随着工业快速发展,传统的Cu-Cr-Zr铜合金成形方法已难以满足新兴产业和军工国防等领域的需求,尤其是对于具有复杂结构的铜合金零件的成形。选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）是一种先进的金属增材制造技术,其具有直接成形致密复杂零部件的
【基金项目】
：
国家高技术研究发展计划（863计划）课题:高效高精度大型选择性激光熔化成形装备研制及其在航天中的应用（编号:2015AA042501）； 军委装备发展部装备预研共性技术项目:大尺寸多光束高效激光选区熔化成形技术（编号41423030506）；
论文部分内容阅读
Cu-Cr-Zr铜合金拥有优良的导电性、导热性、较高的强度、硬度和高温性能,已被广泛应用于机械、电子、化工、交通、航空航天等领域。随着工业快速发展,传统的Cu-Cr-Zr铜合金成形方法已难以满足新兴产业和军工国防等领域的需求,尤其是对于具有复杂结构的铜合金零件的成形。选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）是一种先进的金属增材制造技术,其具有直接成形致密复杂零部件的能力,使快速成形具有复杂结构的Cu-Cr-Zr铜合金零件成为可能。本文选择Cu-Cr-Zr铜合金为研究对象,对其SLM成形工艺和力学性能进行了系统研究,开展的主要工作和取得的部分成果具体如下:（1）SLM成形Cu-Cr-Zr铜合金的致密度研究。对SLM芯部成形工艺进行了分析,研究了不同工艺参数下Cu-Cr-Zr铜合金单道形貌;采用响应曲面法对SLM成形Cu-Cr-Zr铜合金的致密度进行了研究,建立了成形参数与致密度之间的关系模型,揭示了工艺参数对致密度的主效应及交互效应。研究表明:激光功率对致密度的影响最为显著;在激光功率为370 W、扫描速度650 mm/s、扫描间距120μm的工艺参数条件下可获得致密度高达99.43%的Cu-Cr-Zr铜合金样件。（2）SLM成形Cu-Cr-Zr铜合金的微观结构、成形织构、力学性能及其各向异性研究。金相分析发现,SLM成形Cu-Cr-Zr铜合金的晶粒沿加工方向延性生长的特点明显;电子背散射衍射织构分析发现,SLM成形样件中有明显织构存在,主要表现为晶粒的<110>方向平行于成形方向;拉伸试验发现,SLM成形件的拉伸强度（321±7 MPa）与锻造件（337±10 MPa）相当,其延伸率（25±1.1%）明显高于锻造样件（15±0.6%）;样件不同方向上拉伸试验检测发现,SLM成形的与水平方向夹角为0°的0°样件、45°样件和90°样件的拉伸强度依次降低,表现出宏观力学性能的各向异性。（3）SLM成形参数对Cu-Cr-Zr铜合金表面质量影响研究。结合SLM工艺原理对成形件表面进行分类,并对影响表面成形质量的因素进行系统分析。研究了重熔方法和成形参数对顶面成形质量的影响规律;对侧表面成形质量优化理论进行了详细论述,并对不同轮廓参数下成形的垂直面、上表面、下表面等侧表面成形质量进行了表征和分析,揭示了轮廓参数对成形Cu-Cr-Zr铜合金侧表面质量的影响规律。研究表明:重熔方法能有效提高顶面的成形质量;顶面和侧面在研究的工艺窗口范围内,高能量输入条件下,可获得较好的表面质量。（4）SLM成形Cu-Cr-Zr铜合金支撑工艺研究。对支撑成形的机理进行了分析,提出支撑工艺的研究方案。对SLM成形倾斜结构的成形特性和成形质量进行了研究和表征,在此基础上确定了添加支撑的判定条件—极限倾斜夹角。研究了激光功率、扫描速度、铺粉层厚等参数对SLM成形支撑的形貌、强度的影响规律。研究表明:SLM成形Cu-Cr-Zr铜合金倾斜结构的极限夹角为50°。支撑片和支撑齿的强度随着输入能量的增加逐渐增强;支撑的拉伸强度和断裂位移随激光功率的增大而增大,随扫描速度的增大而减小,随层厚的增加而减小。综合考虑支撑强度、成形效率和成形验证结果,最终确定60μm层厚条件下支撑成形工艺参数。（5）SLM成形Cu-Cr-Zr铜合金点阵结构性能研究。采用三周期极小曲面（TPMS）设计方法设计了九种具有不同单胞尺寸和体积分数的Diamond点阵结构,然后对其SLM成形件进行微观组织分析、宏观形貌观察、Micro-CT表征,综合分析其SLM成形特性和成形精度。研究Cu-Cr-Zr铜合金点阵结构压缩变形行为、失效机理、吸能特性,并分析不同单胞大小和体积分数对点阵结构力学性能和变形行为的影响。研究表明:SLM成形点阵结构与设计模型的尺寸偏差在±0.1 mm之间;点阵结构的金相组织与实体金相组织相似,但晶粒尺寸相对较小;Cu-Cr-Zr铜合金点阵结构的压缩应力应变曲线有明显的应力平台,且应力平台无跌落现象;Cu-Cr-Zr铜合金点阵结构的弹性模量和平台应力随着体积分数的增大而明显增大,随着单胞尺寸的增大而略有上升。
其他文献
作为一类重要而特殊的混杂系统,切换系统因为具有重要的理论意义与广泛的实际背景而备受学者青睐。近年来,切换系统在理论上取得了丰硕的研究成果,在实际中得到了广泛应用。关于切换系统的理论研究,多数成果都集中在稳态性能上,很少关注暂态性能,特别是由切换引发的暂态性能。切换的存在,对切换系统的理论研究有正面影响也有负面影响。切换的正面影响主要体现在切换信号设计上。通过设计切换信号,可以使切换系统具备子系统不
战略管理是研究企业在竞争环境中,生存与发展的重大问题。在信息化、网络化的时代背景下,企业间竞争和共存关系更加复杂,企业环境从相对稳定的静态环境演变为不确定的动态环境。现有战略管理主要以企业内、外部环境为研究框架,以确定性、一致性信息为决策依据。传统框架提供了良好的战略分析基础,但不能很好满足复杂、多变的不确定环境对信息识别和处理要求。动态能力理论的提出契合企业环境动态发展的现状,但目前多局限于理论
近年来,机器视觉已成为人工智能快速发展的一个重要分支。一般地,机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断,通过图像摄取装置将被摄取目标转换成图像,传送给专用的图像处理系统。根据得到被摄目标的形态信息,对这些图像进行各种运算来抽取目标的特征,进而鉴别性目标的状态、类别等信息。为此,图像特征提取成为机器视觉图像处理技术研究的核心内容之一。随着机器视觉理论的不断完善,越来越多的图像特征提取方法从不同角度入
有杆泵抽油是国内外最广泛采用的一种人工举升方式。在实际的生产过程中,抽油系统发生的各类故障会影响正常开采,导致产量减少甚至设备损坏。示功图用来描述一个冲程内悬点位移和光杆载荷间的关系,通过分析示功图形状的变化可以监测井下的各种异常状况,以此对现场故障进行预警或及时调整生产参数,从而保证采油作业安全、稳定、高效的运行。因此,实现对有杆泵抽油系统故障的自动诊断具有非常重要的意义。本文以此作为研究背景,
习近平新时代中国特色社会主义生态文明思想是以习近平同志为核心的党中央领导集体在不断探索我国生态文明建设的实践中,逐步总结形成的关于为什么建设生态文明,建设什么样生态文明以及怎样建设生态文明的一系列观点、思想,它是中国共产党人集体智慧的结晶,是人民群众实践经验的总结,是中国特色社会主义理论体系的重要组成部分。习近平新时代中国特色社会主义生态文明思想是顺应世界可持续发展、绿色发展的潮流,在解决中国实际
移动互联网的飞速发展,以及消费需求的升级,使得企业面临着前所未有的竞争与挑战。对于企业来说,若要适应当今的市场氛围,使自身更好地发展,则需寻求一种既可以满足顾客诉求,又能获取利益的运营方式。在此背景下,企业虚拟社区应运而生。企业虚拟社区是企业发起并建立的网络社区,旨在引导企业用户参与交流、沟通,从而获取产品创意,降低创新成本。可以说,企业虚拟社区不仅是社区成员获取信息、建立人际关系,实现自我价值的
随着科学技术的日益发展,实际工程控制系统的规模和复杂性不断增加,使得控制系统遭受故障的概率随之增加。任何类型故障的发生都可能导致整个被控系统的性能下降以致影响系统稳定性,甚至造成不可预期的经济损失或人员伤亡。因此,提高控制系统的可靠性和安全性变得尤为重要。容错控制的出现和发展为解决这一安全性问题提供了有效途径。考虑到许多实际工程系统都是强非线性,因此研究这一类系统的容错控制问题更有理论意义和实际价
随着市场竞争的日益激烈和顾客需求的多元化,为满足异质顾客群体的消费需求,获得更大的市场份额,产品线的设计和开发是影响企业发展的重要战略问题。成功的产品线设计能够为企业提供丰富的差异化产品,扩大市场份额,减少开发成本,增加销售利润,塑造品牌价值,增强竞争优势。然而,在复杂多变的市场环境中,企业决策受多种因素共同影响,而且产品线中的产品存在一定的替代性,使得企业对产品线定价决策的难度增加。价格是影响企
传统以企业为核心的价值创造模式已经不能满足社会发展的需要,新的价值创造模式——价值共创应运而生。在价值共创过程中,企业和顾客不再是单纯的价值生产者和消费者,而是合作的价值共同创造者。价值共创以其互惠和双赢的理念得以推广,引起了学术界和实业界的广泛关注,成为营销学界的焦点之一。顾客价值为顾客感知到的相对性收益和体验,是顾客参与价值共创追求的目标,也是企业取得竞争优势的关键。资源是价值创造的基础,顾客
随着移动通讯网络的快速发展和移动智能终端的普及,位置社交网络（Location-Based SocialNetwork,LBSN）服务得到突飞猛进的发展。越来越多的用户利用LBSN服务进行签到活动,促使LBSN中存在大量的用户签到数据,这些数据的背后隐藏着人们的兴趣爱好、行为、生活模式等信息,通过对这些LBSN数据的挖掘可以为人们的生活以及商业带来改变和便利。分类是LBSN数据挖掘的核心和基础技术