激光加工成形AlSi10Mg组织与疲劳性能研究

来源 :上海工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linxulong07
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)在成形复杂结构件上有自由实体成形的优势,如今轻量化的提倡,使得铝合金结构件在SLM制造中有重大的应用前景,对于航天和汽车领域中承重的结构件来说,需要对其力学性能提出更高的要求。因此本文利用SLM成形的方法分别制备了AlSi10Mg合金和Si C/AlSi10Mg复合材料,分别其显微组织、物相分布、显微硬度、拉伸性能和疲劳性能进行了分析。研究表明,在最佳工艺参数下AlSi10Mg合金试样层间结合紧密,致密度可达98.2%,其显微组织由共晶Si相和过饱和α-Al固溶体组成。热处理(固溶510°/3h+65°水淬+人工时效180°/1h)后显微组织均匀化,Si相的形貌将由网状变为不规则块状和颗粒状,且强硬度降低,塑性提高。此外,不同取向AlSi10Mg合金试样的拉伸性能和疲劳性能表现出各向异性,水平取向试样拉伸性能和疲劳性能均优于垂直取向试样。热处理前试样的拉伸和疲劳断裂形式均为脆性断裂,而热处理后拉伸试样呈韧性断裂,疲劳试样为准解理断裂和韧性断裂的混合型断裂。为了进一步提高SLM成形AlSi10Mg合金的力学性能,添加了10wt%Si C成形Si C/AlSi10Mg复合材料。通过改变激光功率和扫描速度,探究SLM成形Si C/AlSi10Mg复合材料致密度的变化规律,对参数进行优化。研究表明:Si C/AlSi10Mg复合材料的致密化程度是随着激光体能量密度的增加而增加,当体能量密度为151.79J/mm~3时,致密度可达99.7%,为最佳参数,由于增强相Si C会与基体发生原位反应形成新的增强相Al4Si C4,因此显微组织主要由呈蜂窝状的织构α-Al,块状Si C相以及颗粒状Al4Si C4相组成。在高体能量密度下,Si C/AlSi10Mg复合材料产生的原位反应剧烈,导致形成的颗粒状Al4Si C4增强相的量增多,因增强相引起的混合型强化机制,使其在该条件下复合材料的强度和硬度达到最大值。与AlSi10Mg试样相比复合材料的强度、硬度和疲劳性能都得到明显提高,其中平均疲劳循环次数提高了近50%~64%左右,表明增强相Si C的加入可显著提高复合材料的抗疲劳性能,其中,复合材料的拉伸和疲劳断裂方式均为脆性断裂。最终对SLM不同成形条件下试样的疲劳断口形貌进行观察,发现裂纹源主要来自于表面的气孔和未熔合缺陷,且疲劳源缺陷尺寸的大小与材料的疲劳性能有关,当缺陷尺寸越小,越有利于材料的抗疲劳性能。疲劳扩展区可观察到河流花样、“鱼骨状”花样以及疲劳条带等形貌特征,不同的是,在复合材料的扩展区中出现类似于显微组织中的分层面,当裂纹到达重熔层时,形成的新增强相Al4Si C4会对裂纹的扩展起到阻碍作用,降低其扩展速率。瞬断区主要呈解理舌状花样。
其他文献
<正>文题阅读下面的文字,根据要求作文。有人说,从以为“不必如此”到发现“原来如此”仅差了一个“为何如此”。对此,你有怎样的思考?请写一篇文章,谈谈你的认识和思考。要求:1.自拟题目;2.不少于800字。写作指导
期刊
<正>文题阅读下面的文字,根据要求作文。人人都向往成功,但绝大多数人的成功都是用过往人生中真实经历的难堪、窘迫、挣扎、苦痛、奋斗置换来的。此种置换不具备任何必然性,因为这个世界从来不是功到自然成。面对艰难和诱惑时,唯有始终坚守信仰、希望、耐心和不变的真挚,承受长久的寂寞与痛楚,才能在日积月累中一步步推开命运的大门。上述材料富有启发价值。请结合你的感悟和思考,写一篇不少于800字的作文。
期刊
在当今汽车工业发展的领域之中,发展趋势越来越往着汽车轻量化方向发展。汽车轻量化的优势在于不仅考虑了质量、性能、成本等问题,还考虑了整车的耐撞安全性、NVH等性能。轻量化材料种类较多,高强钢作为轻量化材料之一较其它材料,具有强度高、疲劳寿命长、能量吸收率高等特点;与其它有色金属相比,具有价格低,经济性好、强度高,刚性好等优点。汽车工业技术不断提升,对高强度钢的成形性能要求也不断提高。热成形技术将传统
学位
目的:随着社会进步发展,人们生活工作节奏加快,压力倍增。心理因素和精神状态对疾病的影响占比逐渐上升。中医认为形神一体,心理精神上的变化会直接影响疾病的发生与发展。本研究观察运用基于形神一体观的针药并用的治疗方法针对改善2型糖尿病下肢周围神经病变(DPN)患者的中医证候积分、多伦多(Toronto)评分、空腹血糖(FBG)、餐后2h血糖(PBG)、糖化血红蛋白(Hb A1c)、总胆固醇(TC)、甘油
学位
伟大的事业需要伟大的精神,伟大的时代呼唤伟大的作品。党的十八大以来,中国影视作品突出“讲好中国故事”,最为引人注目的就是讲好“家国故事”,中华民族的家国情怀延绵不绝、常思常新。新时代大学生是实现中华民族伟大复兴的主力军,党和国家在重视对新时代大学生进行文化知识教育的同时也高度重视对其家国情怀的培育。文艺作品特别是影视作品着力讲述党的故事、革命的故事、中华民族英雄的故事,让红色基因、革命薪火代代相传
学位
Ti及其合金凭借着其优秀的性能占据了世界上80%医疗植入物市场。但是作为直接用于人体的医用生物材料,在复杂的人体内部环境有着诸多问题需要克服。首先,医疗生物材料必须拥有优异的生物相容性。然而Ti及其合金有着一定的生物惰性,作为医疗植入物与骨骼链接时,容易出现结合速度慢、炎症反应、植入物脱落等问题。其次常规钛合金因其摩擦学性能差,在对其耐磨性有要求如人工关节、植入固定板、牙齿种植体等应用环境下受到限
学位
7075铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金,具有比强度高、成形性好,耐腐蚀等优异性能。随着现代工业的发展,对合金构件的性能要求也越来越高。常规的7075铝合金一般通过挤压或轧制等技术成型,合金内部存在较大变形,需要经过再结晶退火使变形晶粒变成均匀细小的等轴晶粒。将高压技术应用在合金退火阶段可以有效增加合金致密度,提高合金元素的固溶度,进而影响合金再结晶过程。本课题选用挤压态7075铝合
学位
Al-Cu合金是一种高强韧铝合金,具有优异切削加工性能、密度小、塑性好等优点,被广泛应用于汽车、航天航空等领域。但是Al-Cu合金的结晶温度范围宽,以体积凝固方式凝固,宽的结晶温度区间使得晶体在形核和长大容易形成粗大晶粒,晶粒相互连接,形成骨架。未凝固的液体被分割成互不相通的小熔池,凝固终了时由于得不到补缩而形成缩松、缩孔以及造成严重偏析。差的铸造性能和严重的成分偏析很大程度降低了铸件的力学性能,
学位
企业审计的工作核心是对财务管理的合规性进行审查。进而企业审计对财务管理制度的建设具有显著的影响与正向的积极作用。基于此,文章以AHP-RWM融合模型为基本工具,对企业审计及财务管理的具体影响开展评价,找到审计的重点工作确认方式并明确有效的审计流程。从财务管理效能提升的角度,找到企业审计当前存在的主要问题与改进策略。希望通过文章的研究能够为后续的企业审计工作科学、合理地开展奠定坚实基础。
期刊
本论文研究了铌酸锶钡基由未充满到充满型钨青铜结构陶瓷的晶体结构、介电性能以及弛豫相变,重点讨论了A1/A2位填充离子对其结构与性能的影响规律。采用传统固相法制备SrxBa1-xNb2O6陶瓷,室温下均形成了四方钨青铜结构。由结构精修可知,随着Sr2+含量的增大,晶胞参数a,c,V均逐渐减小,A2位离子无序分布增加,可能导致氧八面体扭曲增大。由介电温谱可知,随着Sr2+含量的增多,Tm向低温移动,介
学位