项坤
,
王维
,
杨光
,
卞宏友
,
钦兰云
,
王伟
,
尚纯
,
崔宝磊
表面技术
为获得钛合金单道单层激光熔覆的最优工艺参数,采用正交实验方法,进行激光熔覆成形试验.先找出激光功率、扫描速度和送粉速率对熔覆层几何尺寸的影响规律,再对比不同工艺条件所得熔覆层的表面及截面质量.通过对比分析,得到一组用于单道单层激光熔覆的最佳工艺参数组合,为以后激光熔覆成形试验提供了数据参考.
关键词:
钛合金
,
激光熔覆成形
,
几何尺寸
,
工艺参数
钦兰云
,
王维
,
杨光
,
卞宏友
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅰ).021
为了提高Ti6Al4V钛合金的高温耐磨特性,在Ti6Al4V钛合金表面利用激光沉积制造原位生成TiC颗粒增强相的方法制备了钛基梯度涂层.观察了耐磨梯度涂层的微观组织,测量了涂层和Ti6Al4V基材在500℃条件下的摩擦磨损性能及其显微硬度,并对涂层的强化机制和磨损机理进行了分析.结果表明,原位自生的TiC颗粒增强相均匀弥散分布在基体中,从基材到涂层顶部分别呈现粗大树枝晶、较大的颗粒状晶体、相对细小的颗粒状晶体形态.显微硬度分析显示涂层硬度保持在400～450HV之间,由基材到表层呈梯度上升趋势.涂层表现出较好的高温耐磨特性,和基材的磨损体积比为2.86.TiC颗粒的弥散分布强化和激光沉积基体组织的细晶强化是显微硬度和高温耐磨性提高的主要原因.
关键词:
钛合金
,
耐磨涂层
,
激光沉积成形
,
磨损
钦兰云
,
杨光
,
王维
,
卞宏友
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).034
为了提高 Ti6Al4V 钛合金的耐磨特性,在Ti6Al4V钛合金表面利用激光沉积制备了以 WC 颗粒为强化相的涂层。观察了耐磨涂层的微观组织,并测量了涂层和 Ti6Al4V 基材在室温条件下的摩擦磨损性能及其显微硬度。结果表明,WC 颗粒增强相均匀弥散分布在基体中,颗粒发生了部分熔化,从颗粒中心到基体分布呈现出不同的形态和组分。由于未熔WC颗粒和生成的TiC弥散强化及激光沉积基体组织的细晶强化作用,基材的硬度和耐磨性均得到了提高。在相同的摩擦磨损条件下,基材的体积磨损量是复合涂层的55.2倍。
关键词:
WC
,
钛合金
,
耐磨涂层
,
激光沉积成形
,
磨损
钦兰云
,
杨光
,
卞宏友
,
王维
,
任宇航
,
刘奇
稀有金属材料与工程
为了调控激光沉积修复BT20钛合金的组织,提高其力学性能,将旋转磁场引入到激光修复系统中,考察了不同磁场强度下修复试样的组织和力学性能.结果显示,修复区和基体形成了致密冶金结合,修复区为α/β片层组织,硬度分布从基材到修复区依次提高;在一定范围内,磁场强度越强,α片层长/径比越小,片层组织越细密,修复区硬度越大,HV0.1可达4.4 GPa.表明磁场搅拌减轻了β晶溶质富集,使α片层析出的驱动力减小,需要在更大过冷度下析出,而过冷度的增加,导致形核率的增大,最终导致α层片细化,从而提高沉积层的力学性能.
关键词:
钛合金
,
磁场
,
激光沉积修复
,
微观组织
王维
,
刘奇
,
杨光
,
钦兰云
,
任宇航
,
齐鹏
稀有金属材料与工程
为了改善BT20钛合金激光沉积修复质量,引进电磁搅拌装置辅助激光沉积修复,通过改变磁场强度和搅拌速率的方法研究旋转磁场对激光修复件宏观形貌,微观组织和显微硬度的影响.结果表明,在电磁场的辅助作用下,修复件表面平整;α/β片层组织被机械折断,晶内α片层长度减小,但α片层厚度几乎不变,为0.4～0.5 μm,晶粒被细化,显微硬度提高;随着磁场强度和搅拌速度的增加,修复件的显微硬度增加,在一定磁场强度和搅拌速率下修复区显微硬度趋于均匀.
关键词:
钛合金
,
电磁搅拌
,
激光沉积修复
,
微观组织
,
显微硬度
杨光
,
宋海浩
,
钦兰云
,
卞宏友
,
王维
,
丁林林
稀有金属材料与工程
为了考察激光沉积过程热行为对其微观组织的影响,采用了有限元方法对激光沉积过程进行建模,分析了多层多道激光沉积TA15钛合金试样的温度分布及内部节点的热循环特性变化,并对试样的组织进行了考察.模拟结果显示基材和沉积层上任一节点均要经历循环加热和冷却的过程,由于热量累积效应使冷却速度下降,且温度的谷值有上升的趋势.沉积试样的组织由基材的双态组织,经由热影响区,过渡到宏观组织为粗大的初生β晶粒的激光沉积区.因各沉积层经历的热循环和热历史的不同,晶内α相分别呈现针状、片层状和板条状.因冷却速度较快,α相同时在晶界处和β晶内析出,呈现网篮状魏氏体和网篮状混合集束状魏氏体形貌.主要合金元素Al、Zr、Mo、V由基体到激光沉积区均匀分布,无宏观偏析,表明沉积层组织形貌的变化跟成分偏析无关.
关键词:
激光沉积制造
,
钛合金
,
组织演变
,
温度场
,
热行为
杨光
,
王文东
,
钦兰云
,
李长富
,
任宇航
,
王维
稀有金属材料与工程
以TA15钛合金粉末为原料,利用激光沉积制造方法制备TA15钛合金拉伸试样厚壁件.通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究退火温度及沉积方向对TA15钛合金组织、拉伸性能的影响,以及α相变形机制.结果表明:随着退火温度升高,显微组织中α相长宽比呈上升趋势;激光沉积成形TA15钛合金厚壁件在沉积和垂直沉积方向上的力学性能存在差异,沉积方向上的抗拉强度明显均低于垂直沉积方向上的抗拉强度;柱状晶晶界对α片层的受力变形有一定的阻碍作用;α片层通过挤压变形和滑移变形两种机制发生变形或断裂;2种方向上拉伸断裂方式不同,沿沉积方向上断裂为韧性断裂,沿垂直沉积方向上断裂为半解理半韧性断裂.
关键词:
激光沉积制造
,
TA15钛合金
,
退火温度
,
显微组织
,
各向异性
杨光
,
薛雄
,
钦兰云
,
王维
稀有金属
运用有限元方法对不同频率下电磁搅拌辅助装置中心处磁场强度以及熔池电磁力进行了模拟分析,并研究了旋转磁场对熔池电磁力和熔池温度分布及流场影响.结果表明,当电流频率增大时,熔池中电磁力首先有缓慢减小趋势,同时功率损耗迅速增大,当频率继续增大时,电磁力逐渐增大,此时功率损耗基本趋于稳定;在激励电流变化的一个周期内,搅拌装置中磁场强度也发生周期性变化.在施加旋转磁场条件下,熔池整体温度有所降低,温度梯度减小,熔池内形成围绕熔池做周向流动的环流,流速分布均匀.
关键词:
电磁搅拌装置
,
旋转磁场
,
激光熔池
,
温度场
,
流场
卞宏友
,
雷洋
,
李英
,
杨光
,
钦兰云
,
王维
中国有色金属学报
采用感应加热装置实现激光沉积修复基材的预热,完成基材预热下的激光沉积修复试验,研究不同基材预热温度对试样形貌尺寸、显微组织及硬度的影响规律.结果表明:基材预热后的沉积试样表面更加平整,试样熔宽和熔高有所增大;随着预热温度的升高,沉积试样底部的柱状晶越粗壮、尺寸越短,顶部的枝晶数量越少,显微组织中片层α组织越粗大;且沉积试样显微硬度轻微降低.基材预热可明显改善沉积质量.
关键词:
TA15钛合金
,
激光沉积修复
,
预热
,
形貌尺寸
,
显微组织
,
显微硬度
