激光熔化沉积钨合金的组织与性能研究

论文摘要

激光熔化沉积（Laser Melting Deposition,LMD）技术的发展为快速制备钨合金的大尺寸复杂结构件提供了新的可能。本文利用LMD技术分别制备了80W-20Fe二元合金样品和90W-7Ni-3Fe三元合金样品,研究了工艺参数对W-Fe、W-Ni-Fe合金组织性能的影响规律,讨论了激光作用下钨合金微观组织的形成机理。其中90W-7Ni-3Fe样品与同成分液相烧结样品进行了对比讨论。针对80W-20Fe合金的研究发现,样品中含有W、Fe和Fe7W6三相,其中金属间化合物Fe7W6是非平衡凝固过程中包晶反应产物,在W相表面形成灰色的外壳,或者散落在黑色的Fe基体中形成灰色花纹。W相则以颗粒状或枝晶状两种形式存在,前者为未熔化或部分熔化的原始W粉颗粒,后者则为液态Fe中过饱和W的析出凝固。当制备过程中输入体积能量密度大于150 J/mm3时,样品中出现枝晶结构,且随着输入体能量密度的增加,枝晶的比例增加。金属间化合物Fe7W6和W枝晶的形成显著增加了样品的硬度和脆性。针对90W-7Ni-3Fe合金的研究发现,当制备过程中激光功率小于800 W时样品中存在大量孔洞,孔洞量随着激光功率的增加逐渐减少,激光功率900 W时样品致密度可达到99.6%。样品中观察到W和（Fe,Ni）固溶体两相,W相分为W颗粒和W枝晶两相。使用较高功率制备样品时会产生少量小型W枝晶,W颗粒或W枝晶均匀分布在粘接相（Fe,Ni）上。实验观察到W颗粒的尺寸与原始W粉末颗粒相近,判断来自未熔化的原始粉末颗粒。与液相烧结（LPS）样品相比,微观形貌相似,硬度和抗拉强度较高,但延伸率偏低。为了提升LMD样品的延伸率,本研究中尝试了退火及热等静压改性处理,但样品延伸率均未获得明显改善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•     1.1.1 W-Ni-Fe合金的发展
•     1.1.2 激光熔化沉积技术的发展
•     1.1.3 激光熔化沉积技术制备W合金的研究现状
•   1.2. 本文的研究内容
• 第二章 实验材料及方法
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 所用材料
•     2.1.2 混合粉末
•   2.2 激光熔化沉积实验
•   2.3 分析与表征
•     2.3.1 组织表征
•     2.3.2 性能检测
• 第三章 激光熔化沉积80W-20Fe合金组织与性能
•   3.1 实验过程
•   3.2 试样宏观观察
•   3.3 微观组织观察
•   3.4 微区相分析
•   3.5 显微硬度检测
•   3.6 机理讨论
•   3.7 本章小结
• 第四章 激光熔化沉积90W-7Ni-3Fe合金组织与性能
•   4.1 实验过程
•   4.2 试样宏观观察
•   4.3 金相组织观察
•   4.4 微观组织观察
•   4.5 微区相分析
•   4.6 后处理对拉伸性能的影响
•   4.7 LMD与LPS性能对比
•   4.8 机理讨论
•   4.9 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 主要结论
•   5.2 研究展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马诗雨

导师: 朱远志,李纯,乐国敏

关键词: 激光熔化沉积,合金

来源: 北方工业大学

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺,金属学及金属工艺

单位: 北方工业大学

分类号: TG665;TG146.411

总页数: 55

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