【摘 要】
:
随着工业与科学技术的发展,不锈钢在国防科技、海洋探索、石油化工、冶金制造、机械交通、生物医疗等多个领域应用广泛,是国民经济发展中不可或缺的合金材料。在相关应用环境中,尤其在承受生物、化学腐蚀等特殊工况下,极易发生腐蚀疲劳失效和以点蚀为主的局部腐蚀。因此,对它的机械性能和耐腐蚀性能的检测显得尤为重要。经过研究发现,金属材料的疲劳寿命及耐腐蚀性能与材料的微观组织和表面性能密切相关。激光重熔作为一种表面
论文部分内容阅读
随着工业与科学技术的发展,不锈钢在国防科技、海洋探索、石油化工、冶金制造、机械交通、生物医疗等多个领域应用广泛,是国民经济发展中不可或缺的合金材料。在相关应用环境中,尤其在承受生物、化学腐蚀等特殊工况下,极易发生腐蚀疲劳失效和以点蚀为主的局部腐蚀。因此,对它的机械性能和耐腐蚀性能的检测显得尤为重要。经过研究发现,金属材料的疲劳寿命及耐腐蚀性能与材料的微观组织和表面性能密切相关。激光重熔作为一种表面改性技术,它能改善工件原有的气孔、裂纹、夹杂物等缺陷,并且通过急冷重结晶获得的组织有较高的硬度和耐磨性,耐腐蚀性也将得到显著提升,从而达到了合金表面改性的目的。激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是一种原子发射光谱技术,其具有无需样品预处理、原位、在线、快速、近无损和多种元素同时分析等优点。为了探索LIBS技术对激光重熔后金属性能表征的可行性,本文以材料的耐腐蚀性能和硬度为例展开研究。通过激光重熔制备了不同耐腐蚀性能和硬度的样品,通过LIBS技术建立它与材料被激发等离子体光谱的相关性联系,探索由材料被激发的等离子体光谱预测其耐腐蚀性能和硬度的可能性。研究内容如下:(1)在激光重熔实验后利用金相显微镜等手段观察激光重熔前后不同牌号不锈钢微观组织的变化,通过电化学法对激光重熔后金属表面耐腐蚀性能进行了表征。结果表明,激光重熔可以细化晶粒,重熔区的大小随着激光功率的增加和扫描速度的减小而变大,可以不同程度的改善不锈钢的耐腐蚀性能和硬度。(2)分析了主要参数对LIBS实验的影响,然后选取了参数。采集样品的光谱数据后研究了不同耐腐蚀性能的不锈钢样品的等离子体光谱特性与物理特性,建立了样品中基体元素和合金元素的谱线强度、谱线强度比与耐腐蚀性之间的正相关关系。(3)分析了不同硬度不锈钢的等离子体光谱特性与物理特性,建立了样品中基体和合金元素的光谱特性与硬度之间的相关关系。对等离子体光谱特性与硬度进行关联性分析,从激光冲击波速度的角度对建立的关系做出理论解释。综上所述,本文将LIBS技术应用在激光重熔后金属性能的表征中,研究结果表明LIBS技术可以表征激光重熔后金属的耐腐蚀性能和硬度,说明LIBS技术有作为激光重熔后金属性能检测方法的潜力。
其他文献
金属粉末压制是粉末冶金的前处理工艺技术,其原理是将高压力载荷作用于待压粉末,使其产生重排及变形等,从而达到成形的目的。本文针对粉末压制压坯致密化程度不高以及压坯密度不均匀等问题,研究粉末压制过程中摩擦行为与细观力学特征的耦合作用关系,构建了金属粉末压制工艺参数输入与工艺结果输出关系模型,揭示了粉末压制过程中的应力传递的内在规律以及摩擦行为对粉末致密化的影响,拓展粉末压制的工艺理论基础,阐述了工艺参
制造业随着工业水平的提高在国民生产中占据越来越重要的地位,不断提高加工产品的加工质量和效率一直是制造业的重要目标。硬质合金因其具有高韧性、高强度、高硬度、高耐磨性等优良性能而广泛应用于各行各业,但是也正是因为硬质合金的高硬度、高强度的性能,使得其加工难度很大,为加工高质量的硬质合金产品,常常使用砂轮磨削的加工工艺对其进行有效加工。同时提升磨削加工效率既可以减少成本,也可以减少资源消耗,节能减排。本
髋关节是人体中使用最频繁的承重部位之一,很容易发生病变和损伤,全髋关节置换术(THA)是治疗股骨头缺血性坏死等髋关节疾病最常见且有效的手术。然而,目前THA使用的金属假体大多是高弹性模量且标准化的,无法完全与患者的股骨相匹配,容易导致应力遮挡效应的发生。三周期极小曲面(TPMS)多孔结构对骨细胞具有天然的亲和力并具有较低的弹性模量,被广泛应用在假体中,以促进骨长入和减轻应力遮挡。选区激光熔化技术(
由于人骨与骨支架的弹性模量存在较大的不匹配性,从而导致“应力屏蔽”效应,常常需要将医用金属支架设计成多孔结构,降低其弹性模量;骨支架除了需要适当的弹性模量之外,还要有足够的强度和韧性,防止过载失效。然而天然骨是梯度多孔结构,其孔隙率从边缘到中心逐渐增大,边缘的皮质骨孔隙率较低,主要起力学承载作用,中心的松质骨孔隙率较高,能够进行物质输送。梯度多孔支架能够较好地满足力学性能与生物相容性要求。因此,设
在振动筛分作业中,筛面的各个区域有着不同的筛分环境,每个区域物料的料层厚度、目标颗粒占比等参数各不相同,限制了传统均一筛面振动筛的筛分效率。为了更加充分发挥振动筛的性能,本文提出了双层变筛面筛分方法,用各个筛区不同的筛面参数应对不同的筛分环境,从而充分发挥振动筛的筛分性能,提高筛分效率。本文以筛分效率作为评价指标,对双层变筛面振动筛的筛分参数进行研究与优化。以筛分过程要素作为联系筛分参数与筛分效率
变速箱作为电动汽车的核心部件,在保障电动汽车运行稳定性方面起着重要作用。变速箱运行过程中齿轮与齿轮之间、齿轮与流体之间的相互摩擦不可避免,摩擦会产生大量热量,这些热量如果长时间累积且得不到释放的话,不仅会降低齿轮的传动效率,而且可能引起齿轮的磨损和烧蚀,对变速箱造成不可逆的损伤。因此,研究与分析电动汽车变速箱润滑方式、润滑参数及润滑效果对于推进电动汽车进一步发展有着重要意义。本文采用理论-仿真-试
针对旋转模切刀具传统减材制造方法材料成本高、性能提升难、制造工艺复杂等问题,本文以旋转模切刀具为对象,激光熔覆增材制造旋转模切刀刃,通过多道搭接和多层堆叠方式成形三角形状,满足模切刀具的高质量性能要求并缩短制造周期,为模切刀具的增材制造提供理论依据,为曲面基体激光熔覆增材制造提供技术支持。为了获得与基体结合性好、性能高、刃口无缺陷的模切刀刃,本文首先熔覆具有较高韧性的Ni基自熔性合金粉末作为过渡层
钛合金具有较高的比强度,优异的耐腐蚀性能以及良好的生物相容性,因此在生物医疗领域具有广泛的应用前景,但是在应用过程中发现其显微硬度和摩擦磨损性能仍存在不足,本文以TiB2/Ti6Al4V为原位化学反应体系,通过选区激光熔化技术制备TiB/Ti6Al4V复合材料成形件,研究了工艺参数以及增强相添加量对成形件的成形质量,力学性能以及微观结构的影响,最后利用优化的工艺参数和TiB2添加量制备牙冠零件。主
燃料电池混合动力车辆,凭借着绿色无污染的环保特性、国家政策支持以及广阔的市场前景等优势被国内外学者广泛关注。目前,公交车作为燃料电池混合动力车辆的重大分支,因为其有固定的行驶路线,较大程度上降低了加氢站高昂的建设成本,为氢动力公交车的普及创造了有利条件。然而,严寒地区的低温工况一直是燃料电池混合动力车辆不可避免的一个难题。由于燃料电池输出特性偏软、无法能量回收等弊端使其不得不配备蓄电池等储电能源组
在生物医学植入物领域中,选区激光熔化(SLM)TC4以较高的机械特性、优异的抗菌性和良好的生物相容性受到学者的广泛研究,但较差的表面粗糙度在医疗植入上仍无法与传统铸造或锻造相比。SLM过程中熔池飞溅和粉末粘合导致低表面粗糙度对增材制造金属件具有一定的挑战性。为满足医用植入物的表面要求,本文主要探究磁流变抛光技术在SLM增材成型TC4样件表面处理的适用性,通过设计分析优化抛光盘磁场分布、磁流变液性能