激光直接沉積成形原位顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料研究.pdf

1、激光直接沉積成形技術(shù)在復(fù)雜、高性能金屬零件的制造上具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，激光直接沉積金屬零件依然存在著易開裂的難題，制約著該技術(shù)在金屬材料成形方面的實(shí)際應(yīng)用。因此，以成形材料的強(qiáng)韌性為目標(biāo)，通過多元成分設(shè)計(jì)、激光誘導(dǎo)原位顆粒增強(qiáng)和激光成形工藝優(yōu)化等技術(shù)的協(xié)同，進(jìn)行激光直接沉積成形原位顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本實(shí)驗(yàn)通過高熵合金的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)沉積合金粉末的成分組成，并通過原位增強(qiáng)顆粒的生成

2、和合金元素的優(yōu)化，提高激光直接沉積層的韌性和強(qiáng)度。利用FL-Dlight02-3000W半導(dǎo)體激光器成套設(shè)備在45#鋼表面制備了FeCrCoNiTiAl0.5合金沉積層、添加C和B元素的梯度沉積層和優(yōu)化合金元素Al、Ti、Co、Ni沉積層。利用OM、EDS、SEM、XRD、TEM、顯微硬度計(jì)以及摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等測(cè)試分析設(shè)備，對(duì)所制備沉積層的微觀組織、成分、相組成、裂紋消除機(jī)制、硬度和磨損性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　

3、優(yōu)化的激光工藝參數(shù)為:功率1400W，離焦量在312mm，光斑尺寸7.18mm×4.30mm，掃描速度300mm/min，搭接率為10％;制備的沉積層組織較為均勻，無(wú)明顯裂紋氣孔產(chǎn)生;合金FeCrCoNiTiAl0.5沉積層組織主要是以大小不一的等軸晶為主，并且在晶界和晶粒內(nèi)部均有富Ti析出物析出;涂層相結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)單的BCC固溶體，顯微硬度在650HV左右。
　　添加C和B元素的梯度層，出現(xiàn)大面積的TiC析出相，形貌呈現(xiàn)不規(guī)則的四邊