Mo、Mo-5Co合金选区激光熔化成形工艺及性能研究

论文摘要

近年来,随着国内外国防军工,航空航天以及核工业的迅速发展,传统的耐高温材料已经无法满足其作为高温结构材料的应用,所以寻找室温强韧性优良,高温强度高,高温耐磨性好以及再结晶温度高的新型高温耐热材料是很有必要的。本论文所研究选区激光熔化制备的纯Mo、Mo-5Co合金与传统热压烧结的钼合金相比,在室温条件下显现出良好的耐磨性和抗氧化性。本文着重探索选区激光熔化技术制备纯钼成型件的工艺参数,研究了激光功率、扫描速度、扫描间距对成型件致密度影响,找出致密度相对较高的优异参数并以此参数进行纯Mo以及Mo-5Co合金试样的制备,将致密度达97%以上的纯Mo、Mo-5Co合金,利用光学显微镜,扫描电镜,电子万能拉伸机,高温摩擦磨损试验机,高温氧化炉等测试设备进行相关性能的测试及表征。对比实验的结果,可以发现:纯钼成型件的致密度是激光功率、扫描速度、扫描间距等工艺参数共同作用的结果,激光功率的影响最为显著,其次为扫描速度,而扫描间距对成型件致密度影响最小。激光功率的优化区间为175w350w,扫描速度的优化区间为200mm/s1000 mm/s,扫描间距优化参数分别为40μm、50μm、60μm。当激光功率P=300W,扫描速度v=400mm/s,扫描间距d=60μm时,纯Mo成型件均有较高的致密度。选区激光熔化成型纯Mo优化后的工艺参数制备Mo-5Co合金,将SLM成形纯Mo、Mo-5Co合金与热压烧结纯Mo进行相关性能测试,对比分析SLM成形纯Mo、Mo-5Co合金硬度、压缩性能、室温高温摩擦磨损性能、高温氧化性能的差异,并分析影响性能差异的原因。结果表明:SLM成形纯Mo的硬度、室温压缩强度比热压烧结纯Mo要高,SLM成形Mo-5Co合金的硬度、压缩强度优于SLM成型纯Mo,在400℃的摩擦磨损试验中SLM成形Mo-5Co耐磨性很高,摩擦系数可达0.1。在高温氧化试验结果中表明:Mo-5Co合金在700℃显现出较为优良高温抗氧化性能。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 钼的基本性质与应用
•     1.1.1 钼的理化性质
•     1.1.2 钼及钼合金的力学性能
•     1.1.3 钼及钼合金在工程的应用
•   1.2 钼合金的发展与研究现状
•     1.2.1 钼合金的研究历程
•     1.2.2 钼合金的强化机理
•     1.2.3 钼合金的研究现状
•   1.3 选区激光熔化成形技术的发展
•     1.3.1 选区激光熔化技术简介
•     1.3.2 选区激光熔化技术原理
•     1.3.3 选区激光熔化技术特点
•     1.3.4 选区激光熔化国内外研究现状
•   1.4 研究背景及主要研究内容
• 第2章 实验材料及研究方法
•   2.1 选区激光熔化实验材料与成分
•     2.1.1 基板材料
•     2.1.2 成形材料
•   2.2 选区激光熔化试验流程
•   2.3 选区激光熔化实验设备
•   2.4 实验研究方法
•     2.4.1 材料组织测试方法
•     2.4.2 材料性能测试方法
•   2.5 本章小结
• 第3章 工艺参数对纯Mo成形质量的影响
•   3.1 引言
•   3.2 激光功率对成形件表面质量和致密度的影响
•   3.3 扫描速度对成形件表面质量和致密度的影响
•   3.4 扫描间距对成形件表面质量和致密度的影响
•   3.5 本章小结
• 第4章 Co元素对纯Mo组织和力学性能的影响
•   4.1 引言
•   4.2 成形组织及X衍射线分析
•     4.2.1 成形组织分析
•     4.2.2 物相分析
•   4.3 成形件的硬度分析
•   4.4 成形件室温压缩能分析
•     4.4.1 Co元素的加入对压缩曲线的影响
•     4.4.2 压缩断口的显微形貌分析
•   4.5 本章小结
• 第5章 Co元素对纯Mo摩擦磨损与高温氧化性能的影响
•   5.1 引言
•   5.2 Co元素对纯Mo室温摩擦磨损性能的研究
•     5.2.1 硬度对磨损性能的影响
•     5.2.2 载荷对磨损性能的影响
•     5.2.3 磨损形貌及分析
•   5.3 Co元素对纯Mo高温摩擦磨损性能的研究
•     5.3.1 环境温度对高温摩擦系数的影响
•     5.3.2 硬度对高温磨损性能的影响
•     5.3.3 不同环境温度的磨损形貌分析
•   5.4 Co元素对纯Mo高温氧化性能影响的研究
•     5.4.1 高温氧化动力学分析
•     5.4.2 高温氧化表面物相分析
•     5.4.3 高温氧化表面氧化膜形貌观察
•     5.4.4 高温氧化截面形貌分析
•   5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文与取得的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 庞红

导师: 赵成志

关键词: 选区激光熔化,合金,力学性能,摩擦磨损,高温氧化

来源: 哈尔滨工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 物理学,金属学及金属工艺,无线电电子学

单位: 哈尔滨工程大学

分类号: TG146.412;TN249

总页数: 95

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