【摘 要】
：
17-4PH高强钢作为马氏体沉淀硬化不锈钢中最常见的一种材料,依靠析出第二相对材料产生强化作用,作为一种具有高强度、高硬度以及优良的焊接性的不锈钢材料,在航空航天、生物医疗、机械制造、石油化工、核工业等领域有着广泛的应用。随着当今时代对材料的要求日益严苛,传统加工工艺效率低、工序复杂、成本高、材料利用率低等问题已无法满足对零部件的需求。选择性激光熔化（Selective laser melting
论文部分内容阅读
17-4PH高强钢作为马氏体沉淀硬化不锈钢中最常见的一种材料,依靠析出第二相对材料产生强化作用,作为一种具有高强度、高硬度以及优良的焊接性的不锈钢材料,在航空航天、生物医疗、机械制造、石油化工、核工业等领域有着广泛的应用。随着当今时代对材料的要求日益严苛,传统加工工艺效率低、工序复杂、成本高、材料利用率低等问题已无法满足对零部件的需求。选择性激光熔化（Selective laser melting,SLM）由于其优于诸多优点,成为材料成形领域的研究热点。本论文选用17-4PH高强钢材料作为研究试样,针对17-4PH高强钢在SLM成形过程中易产生缺陷,难以满足工业科技相关领域的性能要求等问题,通过SLM技术制备17-4PH高强钢,系统研究了不同成形工艺参数和热处理制度对SLM成形17-4PH高强钢显微组织和性能的影响。主要研究内容和结果如下:（1）研究了17-4PH高强钢SLM成形过程中温度场和应力场的变化。结果表明:熔池尺寸会随着激光功率的增加而增加,熔池的深宽比均先增大后减小,随着激光功率的增大,温度差越来越大,导致熔池的受热不均,残余应力会随着激光功率的增加而不断增大最后导致裂纹的形成,综合考虑激光功率为185 W为最佳激光功率。（2）研究了激光功率和扫描间距对SLM成形17-4PH高强钢试样内部组织、力学性能的影响。结果表明:当扫描间距一定时,激光功率由165 W增加到185 W时,激光能量密度增大,使得粉末吸收的能量不断增加,熔池逐渐明显且熔池深度增大,硬度由367 HV0.5增加到375 HV0.5;激光功率继续增加到205 W时,粉末吸收的能量持续增加,熔池尺寸变大且试样出现球化现象,试样气孔增多,硬度为357 HV0.5。当激光功率一定时,扫描间距由90μm增加到130μm时,粉末吸收的能量不断减少,熔池宽度和熔池尺寸减小。最终确定当激光功率为185 W和扫描间距为110μm时,试样表面孔隙最少,硬度最大,成形性能最佳。对最优工艺试样进行表征,得出SLM成形17-4PH高强钢试样主要由α-Fe马氏体组织和少量γ-Fe奥氏体组织组成,存在高密度位错和少量ε-Cu沉淀硬化相,以及Si02夹杂物。（3）研究了不同固溶温度（940°C-1140°C×2 h（水冷）+480°C时效×4 h（空冷））对SLM成形17-4PH高强钢试样组织及性能的影响。结果表明:随固溶温度由940°C升高到1090°C,马氏体组织变大,组织全部转变为马氏体,试样组织中逐渐形成了典型的包块状的马氏体,获得单相马氏体组织;当固溶温度升高到1140°C时,固溶温度过高会使Ms点下降,导致马氏体结构不均匀且残余奥氏体组织增多,硬度下降。在1040°C固溶×2 h（水冷）+480°C时效×4 h（空冷）条件下,SLM成形17-4PH高强度钢试样经过热处理,维氏硬度由376 HV0.5增加至392 HV0.5,摩擦系数约为0.6,比未热处理样品高5%,因此合适的热处理制度可以改善试样的性能。（4）研究了SLM成形17-4PH高强钢试样（1040°C×2 h（水冷））固溶处理后,在该基础上研究时效温度（未时效,时效480°C×4 h（空冷）、时效620°C×4 h（空冷））对试样腐蚀性能的影响。结论表明:1040°C固溶+620°C时效温度下试样的耐腐性能最好,组织变细小,晶界更多,晶界密度更大,表面的气孔少,而气孔所造成的腐蚀凹坑相对较小,电荷转移电阻Rct值明显增大,因此其电极表面形成的钝化膜保护性更高,试样具有更好的耐腐蚀性。
其他文献
随着科技的发展,吸波材料在民用和军用领域均受到广泛关注,尤其在军事领域。隐身技术的出现打破了世界各国现有的攻防平衡,影响了现代战争的结局,也改变了未来战争的模式和战场范围。为了能够抵御突发的冲击破坏,躲避雷达探测,提高战场生存能力,将抗冲击能力和宽带微波吸收能力集成于一体的抗冲击吸波复合材料成为目前的研究热点。高性能纤维增强树脂基复合材料作为一种同时拥有高性能和低质量优势的抗冲击材料受到了广泛关注
316L不锈钢是一种广泛应用的工程材料,具有优良的耐腐蚀性和综合力学性能。多孔结构由于具有轻质、高比强度及吸能减震、降噪隔热等优势被广泛应用于轻量化、生物植入及缓冲吸能等应用领域。三周期极小曲面（Triply periodic minimal surface,TPMS）多孔结构凭借其曲面上任意一点的平均曲率为零、三个独立方向上的周期性、多样的几何形状、可参数化数学建模等优点引起了研究人员广泛的研究
当前,世界能源短缺问题日益严重,高效储能技术备受关注。环保型K0.5Na0.5NbO3薄膜铁电材料因其高功率密度而被广泛应用于脉冲设备,医疗器械等领域,但其储能密度相对较低,导致进一步应用于能量转化和存储领域受到限制,因此提高其储能性能具有重要意义。本文基于相场模型,构建了K0.5Na0.5NbO3薄膜的双轴应变相图,计算了各向异性双轴失配应变(=-1.5%～1.5%,=-1.5%～1.5%)对薄
金属有机框架材料（MOFs）作为一种新兴的多孔晶体材料,有超高的比表面积、丰富的电化学活性位和可调控的结构等优点,被视作潜在的超级电容器电极材料。然而,MOFs固有的低电导率和易团聚等缺点抑制了其在超级电容器的应用。针对上述问题,本文采用以三维导电泡沫镍为集流体和支撑体,原位生长二维Ni MOF纳米片,通过引入第二相或有机单体的方法调控Ni MOF的结构和组成,提高Ni MOF的导电性和暴露丰富的
随着工业时代的不断发展,稀土镁合金成为装备构件轻量化首选材料。对于大尺寸（单边长度超过600mm且投影面积较大）箱体类构件来说多采用铸造方式成形,但获得产品缺陷较多。经过塑性成形获得的产品内部组织结构更为致密,结构与力学性能更好。目前针对稀土镁合金的大尺寸箱体挤压成形的相关研究较少。本文以Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金为研究材料,以杯形件成形实验进行辅助验证,在成形箱体的基础上
选区激光熔化技术是一种极具发展前景的增材制造技术,具有成形速度快、周期短,能够制造复杂零件的特点。该技术的成形过程受加工材料和加工环境的影响成形质量较难控制,加工过程中出现的各种缺陷已经成为限制选区激光熔化技术发展的最大瓶颈之一,其中铺粉缺陷对成形质量的影响至关重要。在铺粉过程中还存在人为手动设置铺粉系数,导致对于不同的加工零件存在供粉不足、供粉过量、溢粉等问题,造成不必要的粉末污染,提高了加工成
高强变形镁合金的抗拉强度一般可以达到400MPa,塑性为6-10%。然而,进一步提高镁合金的强度与塑性仍是拓宽其应用的关键。尤其是,含有长周期堆积有序（LPSO）结构的Mg-Y-Zn合金因其优异的性能而倍受关注,但Mg-Y-Zn合金的强度和塑性难以兼顾,成为制约其广泛应用的关键科学问题。塑性变形和合金化是有效提高镁合金强塑性的两种主要方式。本课题首先通过调节Y、Zn含量来调控18R LPSO结构的
焊接在我国工业智能制造的快速发展中起到了非常重要的作用,因此工业生产对焊接的质量也有了更高的要求。当前,焊后焊缝检测主要依靠人工的肉眼观测和检测工具的简单测量,属于接触式测量,缺点明显,不满足当前工业生产的要求。由于接触式测量存在许多问题,非接触式的视觉检测系统在未来会逐渐代替人工检测成为主流的焊缝检测技术。目前国内外在非接触式的视觉外观检测方面已经研究出许多效果显著的方法,其中结构光三维视觉法是
碳点（CDs）是一种由碳核被表面官能团壳层包围而成的新型纳米材料,由于其具有优异的光学和发光性能、光诱导电子转移属性、易于负载其他半导体等优势,在光催化转化有机化合物领域中备受关注。然而,碳点由于带隙较宽,导致对于光的利用率变低,因此其单独作为光催化剂面临活性不足的问题。一般,利用CDs和其它半导体材料复合可以弥补这一缺点。复合材料之间存在协同作用可以增强光吸收能力,在转化有机化合物过程中提高选择
近年来,我国兔养殖业快速发展,但兔病毒性疾病的发生极大制约了兔养殖业的发展。其中兔轮状病毒病在兔群中传播极为广泛,引起幼龄仔兔的严重腹泻,病死率非常高,而且极易造成继发感染。目前,尚未有疫苗及特效治疗药物预防和治疗该病。干扰素是动物机体重要的先天性免疫防御因子,具有广谱的抗病毒活性,已广泛用于人和一些动物病毒病的防治,但在兔轮状病毒防治方面尚未见报道。本研究利用基因工程获得兔重组α/β干扰素高效表