吕晓卫
,
林鑫
,
关泰红
,
高勃
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
使用碳酸钙(CaCO3)和二水磷酸氢钙(DCPD,CaHPO4·2H2O)混合粉末在纯钛表面利用激光熔覆的法制备羟基磷灰石HA,Ca5(PO43(OH)涂层,研究CaCO3和DCPD的质量比对涂层相组成和微观组织的影响.研究发现,CaCO3和 DCPD之间的反应不仅在涂层中生成结晶度较高的HA,同时还生成了一定量的磷酸四钙(TTCP,Ca4P2O9),α-磷酸钙(α-TCP,α-Ca3(PO4)2),β-磷酸钙(β-TCP,β-Ca3(PO4)2)和焦磷酸钙(Ca2P2O7),且各相的含量与混合粉末的钙磷原子比有较大关系.HA只有在混合粉末的钙磷原子比大于1.54 的情况下才能生成,其含量随钙磷原子比的升高而缓慢增加;当混合粉末的钙磷原子比达到2.0时,涂层中的HA的含量达到25%(质量分数),同时涂层中还存在大量的TTCP,因此制备的涂层需要进行一定的后续热处理以增加其中HA的含量.由于制备过程中粉末之间的反应会生成大量的气体,因此制备的涂层均为多孔结构,其中用钙磷原子比为2.0的混合粉末制备的涂层中,孔隙的尺寸在100～300μm之间.粉末钙磷原子比还能影响涂层的结合强度、孔隙率和裂纹数量.随钙磷原子比的升高,涂层的结合强度和孔隙率随之下降,裂纹数量逐渐增加.
关键词:
原位合成
,
激光熔覆
,
羟基磷灰石
,
钙磷原子比
张凤英
,
陈静
,
谭华
,
吕晓卫
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
采用微观测试分析方法,研究了钛合金激光快速成形过程中缺陷的形成机理.结果发现,成形件内部存在两种类型的缺陷,即气孔和熔合不良.气孔形貌呈球形,在成形件内部的分布具有随机性,气孔是否形成取决于粉末材料的特性,主要是指粉末的松装密度,氧含量对气孔的形成没有影响.熔合不良缺陷形貌一般呈不规则状,主要分布在各熔覆层的层间和道间,熔合不良缺陷是否产生取决于成形特征参量是否匹配,其中最显著的影响因素是能量密度、多道间搭接率以及Z轴单层行程△Z.
关键词:
钛合金
,
激光快速成形
,
缺陷
,
气孔
,
熔合不良
吕晓卫
,
林鑫
,
曹永青
,
胡江
,
高勃
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
使用CaCO3和CaHPO4混合粉末,在纯钛表面通过激光熔覆原位合成的方法制备羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)涂层,研究了激光功率,扫描速度和热处理对涂层物相的影响,以期提高涂层中HA的含量.结果表明,低功率下,涂层的主要组成物相为磷酸四钙(Ca4(PO4)2O,TTCP),同时有少量的HA,a-磷酸钙(a-Ca3(PO4)2,a-TCP),CaO和CaTiO3;随功率的增加,涂层中的TTCP,HA和CaO逐渐减少,只剩下a-TCP和CaTiO3.与功率相比,扫描速度对涂层物相的影响较小.当激光功率为400 W时,不同扫描速度下涂层的物相没有发生明显的变化,主要物相均为TTCP.将涂层在800℃下保温5 h,然后随炉冷却,可以使涂层中的TTCP和a-TCP全部转变为HA,进而得到含HA较多的涂层.
关键词:
工艺参数
,
热处理
,
激光熔覆
,
羟基磷灰石
,
磷酸四钙
刘建涛
,
林鑫
,
吕晓卫
,
陈静
,
黄卫东
金属学报
采用激光立体成形技术制备了从Ti到Ti2AlNb成分连续渐变、外形规则、高度为17 mm的梯度材料. 分析了梯度材料的组织及相结构演变规律和硬度变化规律. 随着Al和Nb成分的提高,Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的相呈现α' → α+β → α+α' → α' → α+β → α+β/B2+α2 → β/B2+α2 → β/B2 →B2+ α2+O→ B2的演变过程, 实现了由$α$型钛合金经过α+β型及β型钛合金向Ti2AlNb基合金的转变. 硬度值HV从底部纯Ti的170连续
渐变到顶端Ti2AlNb的470. 基于钛合金富Ti区非平衡相图, 并结合Al和Nb元素在钛合金中对α, β和α2稳定性的影响分析, 对梯度材料在激光立体成形过程中的相演化过
程进行了解释.
关键词:
激光立体成形
,
Titanium
,
Ti2AlNb
,
Functionally graded materials
,
Phase transformations
薛蕾
,
陈静
,
林鑫
,
王维
,
吕晓卫
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
针对Ti-6Al-4V合金在加工和服役过程中的损伤特点,对Ti-6Al-4V合金锻件的3种典型误加工缺陷--槽缺陷、面缺陷和体缺陷进行了激光快速修复研究.激光修复区与锻件基体形成致密冶金结合,Al、V合金元素由锻件基体到激光修复区均匀分布,无宏观偏析.激光修复区组织为粗大原始β晶粒内分布细长的α针及编织细密的α+β板条组织,呈现典型的魏氏结构,热影响区组织从锻件的等轴α+转变β组织逐步过渡到魏氏(α+β)组织.对预制有3种类型缺陷的激光修复试样进行室温静载拉伸试验和硬度测试,结果表明修复试样的拉伸性能达到锻件标准(HB5224-1982).激光修复试样的硬度和强度高于锻件基体,而塑性则低于锻件基体.因此,激光修复区和锻件基体可看作是一种"强+弱"的组合,这与二者的显微组织是相对应的.
关键词:
激光快速修复
,
Ti-6Al-4V合金
,
显微组织
,
力学性能
刘建涛
,
林鑫
,
吕晓卫
,
陈静
,
黄卫东
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.08.021
采用激光立体成形技术制备了从Ti到Ti2AlNb成分连续渐变,外形规则、高度为17 mm的梯度材料.分析了梯度材料的组织及相结构演变规律和硬度变化规律.随着Al和Nb成分的提高,Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的相呈现α'→α+β→α+α'→α'→α+β→α+β/B2+α2→β/B2+α2→β/B2→B2+α2+O→B2的演变过程,实现了由α型钛合金经过α+β型及β型钛合金向Ti2AlNb基合金的转变.硬度值HV从底部纯Ti的170连续渐变到顶端Ti2AlNb的470.基于钛合金富Ti区非平衡相图,并结合Al和Nb元索在钛合金中对α,β和α2稳定性的影响分析,对梯度材料在激光立体成形过程中的相演化过程进行了解释.
关键词:
激光立体成形
,
梯度材料
,
Ti
,
Ti2AlNb
,
相转变
,
微观组织
,
硬度
