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激光粉末床熔融修复定向DZ125合金数值模拟与实验研究
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作者 朱家瑞 戈昊宇 +5 位作者 张玉衡 雍维 尹冰冰 贵云玮 付华栋 束国刚 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期15-28,共14页
激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)技术具有成形柔性高、无需模具、快速制造等优点,特别适合于结构复杂、精密度高的航空发动机叶片修复工作,但仅通过实验方法难以高效准确地揭示多尺度多物理场耦合的LPBF过程中冶金缺陷和... 激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)技术具有成形柔性高、无需模具、快速制造等优点,特别适合于结构复杂、精密度高的航空发动机叶片修复工作,但仅通过实验方法难以高效准确地揭示多尺度多物理场耦合的LPBF过程中冶金缺陷和微观组织演变规律。利用有限体积法和元胞自动机模型分别模拟粉末床熔池形态演变与微观组织形成过程,结合实验观察,揭示不同打印参数下合金冶金缺陷和晶粒生长的演变规律。结果表明:LPBF修复过程中,能量密度显著影响熔池形貌,当能量密度小于87.9 J/mm^(3)时粉末颗粒熔化不完全,伴随有孔洞和熔合不良等缺陷形成,而当能量密度大于137.4 J/mm^(3)时,熔池凝固表面平整度明显降低。增加能量密度同时增强熔池水平方向热流干扰,晶体受到剪切力的影响进而导致与基体更大的取向差。此外,激光功率也显著影响着合金微观组织,随着激光功率的增加温度梯度逐渐减小,较低的温度梯度促进过冷液体区域形成,进而促进新晶核的形成,激光功率由150 W增加到250 W时,外延生长晶粒由柱状晶转变为大量杂晶。基于数值模拟方法分析获得LPBF修复DZ125合金的合理工艺参数为:P=200 W,V=1000 mm/s,H=65μm,该方法有助于降低实验成本,加速LPBF修复合金合理工艺参数的获取。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 DZ125合金 有限体积法 元胞自动机
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热处理对金属型铸造Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金组织和力学性能的影响 被引量:5
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作者 贵云玮 李全安 +1 位作者 周耀 张兴渊 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期39-43,共5页
采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效热处理对Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界呈不连续网状分布的Mg_5(Gd,Y)共晶... 采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效热处理对Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界呈不连续网状分布的Mg_5(Gd,Y)共晶相组成,经固溶时效处理后,合金组织主要由分布于晶粒内部和晶界处的颗粒状Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5相组成,有效地提高了合金强度。在不同状态下合金的室温抗拉强度为:铸态191.5 MPa、固溶态213.6 MPa以及时效态269.7 MPa。经固溶时效处理后,塑性有明显的改善。 展开更多
关键词 Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金 热处理 显微组织 力学性能
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热处理对铸造Mg-5Y-2Nd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响 被引量:3
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作者 贵云玮 李全安 +4 位作者 张兴渊 陈晓亚 王颂博 欧阳云飞 董要港 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期23-30,共8页
采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、维氏硬度测试仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效热处理对铸造Mg-5Y-2Nd-3Sm-0.5Zr合金组织与力学性能的影响。结果表明:铸态合金组织主要由α-Mg基体,Mg24Y5、Mg41Nd5和Mg41Sm5... 采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、维氏硬度测试仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效热处理对铸造Mg-5Y-2Nd-3Sm-0.5Zr合金组织与力学性能的影响。结果表明:铸态合金组织主要由α-Mg基体,Mg24Y5、Mg41Nd5和Mg41Sm5相组成;经固溶处理,铸态合金中粗大的第二相固溶于α-Mg基体中,时效处理后有新的纳米级第二相析出;铸造Mg-5Y-2Nd-3Sm-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为525℃下保温10 h,然后225℃下时效处理12 h,热处理后合金具有最优良的力学性能,硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为124.8 HV,296.9 MPa,255.4 MPa和5.78%。 展开更多
关键词 Mg-5Y-2Nd-3Sm-0.5Zr合金 热处理 显微组织 力学性能
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Si含量对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响 被引量:3
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作者 贵云玮 李全安 +1 位作者 张兴渊 陈晓亚 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期54-60,共7页
采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及室温拉伸等手段,研究元素Si对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织与力学性能的影响。结果表明:Mg-10Gd-1Y-xSi-0.5Zr(x=0,0.5,1,1.5,2)合金的铸态和固溶时效态显微组织均由α-Mg、Mg... 采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及室温拉伸等手段,研究元素Si对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织与力学性能的影响。结果表明:Mg-10Gd-1Y-xSi-0.5Zr(x=0,0.5,1,1.5,2)合金的铸态和固溶时效态显微组织均由α-Mg、Mg5Gd和Mg24Y5相组成,Si的加入产生新相Mg2Si。随着Si含量的增加,铸态合金中枝晶状组织明显减少并逐渐消失,晶粒细化,合金的析出相增多。时效态合金中当Si含量增加至1 mass%时,合金组织化学成分最均匀,析出相呈颗粒状和棒条状分布于基体中。在室温下,铸态和时效态合金的抗拉强度,均随着Si含量的增加先升后降,Mg-10Gd-1Y-1Si-0.5Zr合金的抗拉强度最高,时效态合金强度达到最高为256.2 MPa,比Mg-10Gd-1Y-0.5Zr合金高出将近40 MPa。合金的伸长率随Si含量的增加而减小,其断裂方式都属脆性断裂。 展开更多
关键词 MG-GD-Y-ZR合金 SI 显微组织 力学性能
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热处理对Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响 被引量:7
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作者 贵云玮 李全安 +1 位作者 周耀 陈晓亚 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期776-781,共6页
采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和万能力学试验机等研究了Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金在不同热处理工艺下显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金的最佳固溶时效热处理工艺为525℃×8 h+225℃×12 h;Mg... 采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和万能力学试验机等研究了Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金在不同热处理工艺下显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金的最佳固溶时效热处理工艺为525℃×8 h+225℃×12 h;Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界网状分布的Mg_5Gd,Mg_(41)Sm_5相组成,经固溶时效热处理后析出相主要为均匀分布于晶内和晶界的点状或粒状的Mg_5Gd,Mg_(24)Y_5以及Mg_(41)Sm_5相;经该工艺处理后,合金在室温下的硬度和抗拉强度分别为145.6HV和261.4 MPa;固溶时效态合金的主要强化机制为固溶强化和析出相弥散强化。 展开更多
关键词 Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金 热处理 显微组织 力学性能
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