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激光重熔对激光粉末床熔合制备Ti-6Al-4V合金热稳定性的影响机制研究

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矿冶工程 2024年第3期 135-139页

作者：詹宇星杨扬中南大学材料科学与工程学院

研究了激光重熔(LR)对激光粉末床熔合(LPBF)制备Ti-6Al-4V合金的组织性能和热稳定性的影响。结果表明，LR处理后，LRed-Ti-6Al-4V钛合金样品内α′相热稳定性显著提升，β-Ti相出现的温度点由500℃升至700℃。热处理后，LPBF-Ti-6Al-4V... 详细信息

研究了激光重熔(LR)对激光粉末床熔合(LPBF)制备Ti-6Al-4V合金的组织性能和热稳定性的影响。结果表明，LR处理后，LRed-Ti-6Al-4V钛合金样品内α′相热稳定性显著提升，β-Ti相出现的温度点由500℃升至700℃。热处理后，LPBF-Ti-6Al-4V钛合金内晶粒持续生长，700℃以上出现明显的“短棒状”和“粗层片状”特征；而LRed-Ti-6Al-4V样品表层熔化区内晶粒仍维持等轴特征，700℃以上的熔化区和热影响区内呈现较为均匀细小的针状组织。两组样品的表面显微硬度值随温度升高而不断降低，并且分别在700℃和850℃显著下降，β-Ti晶粒的迅速粗化是引起硬度下降的主要原因。

关键词：增材制造 3D打印激光粉末床熔合激光重熔 Ti-6Al-4V 退火热处理热稳定性

DD6镍基单晶高温合金激光重熔区杂晶的形成机制研究

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中国激光 2024年第10期 285-297页

作者：王慧君郭鹏飞耿建峰许建军林鑫于君兰红波杨光黄卫东青岛理工大学山东增材制造工程技术研究中心西北工业大学分析测试中心西北工业大学凝固技术国家重点实验室沈阳航空航天大学机电工程学院

研究了DD6镍基单晶高温合金在不同功率下重熔区内部杂晶的形成机制。碳化物的形成导致固液界面塌陷，进而诱导杂晶的形成；熔池顶部杂晶的产生主要与温度梯度、固液界面的迁移速率有关。激光功率升高导致温度梯度降低，进而诱导柱状晶... 详细信息

研究了DD6镍基单晶高温合金在不同功率下重熔区内部杂晶的形成机制。碳化物的形成导致固液界面塌陷，进而诱导杂晶的形成；熔池顶部杂晶的产生主要与温度梯度、固液界面的迁移速率有关。激光功率升高导致温度梯度降低，进而诱导柱状晶向等轴晶转变（CET）；转向枝晶交汇处杂晶的产生是由枝晶交汇处的温度梯度比其他地方小以及温度梯度方向改变引起的。热应力数值模拟结果表明：低激光功率下的热输入可以有效提高温度梯度并有效降低残余应力水平，有利于抑制单晶修复过程中杂晶的形成。该研究可为单晶修复过程中杂晶的抑制提供理论和实验支撑。

关键词：镍基单晶高温合金杂晶单晶修复激光重熔

等离子喷涂与激光重熔复合制备Mo_(2)NiB_(2)涂层的组织和性能研究

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航空制造技术 2024年第4期67卷 64-71,103页

作者：赵远涛潘正阳刘明辉张士陶刘沈强赵冬冬李文戈刘彦伯上海海事大学上海201306 上海市纳米科技与产业促进发展中心上海200237 上海市松江区绿化和市容管理局上海201699

采用大气等离子喷涂方法在Q235低碳钢表面制备Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷涂层,选取300 W和500 W功率对其进行激光重熔。结果表明,激光重熔可以显著减少涂层的缺陷,使组织结构变得更加致密,界面处的弱机械结合转变为良好的冶金结合。随着... 详细信息

采用大气等离子喷涂方法在Q235低碳钢表面制备Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷涂层,选取300 W和500 W功率对其进行激光重熔。结果表明,激光重熔可以显著减少涂层的缺陷,使组织结构变得更加致密,界面处的弱机械结合转变为良好的冶金结合。随着激光功率的提高,涂层的结合强度和耐腐蚀性能提高,最大结合强度为38.08 MPa,最小腐蚀电流为0.033μA/cm^(2),但硬度和耐磨性降低,最小硬度为1781HV0.2,最大体积摩擦率为6.25×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。上述等离子喷涂及2种激光重熔的Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷涂层的硬度、结合强度、耐磨性和耐腐蚀性都明显高于Q235低碳钢基体。

关键词：激光重熔等离子喷涂 Mo_(2)NiB_(2)涂层结合强度耐腐蚀性能

重熔对超高速激光熔覆Fe基涂层组织性能的影响

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材料热处理学报 2024年第3期45卷 175-183页

作者：刘明霞姚小凤畅庚榕代芳西安文理学院陕西省表面工程与再制造重点实验室陕西西安710065 西安文理学院西安市植入器械成形与优化重点实验室陕西西安710065 西安陕鼓动力股份有限公司陕西西安710075

采用中心送粉式超高速激光熔覆方法在Q460钢基体制备Fe基合金涂层,并对涂层进行激光重熔处理,之后利用激光共聚焦(LCSM)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及电化学工作站、显微硬度计、摩擦磨损仪分析重熔前后熔覆层... 详细信息

采用中心送粉式超高速激光熔覆方法在Q460钢基体制备Fe基合金涂层,并对涂层进行激光重熔处理,之后利用激光共聚焦(LCSM)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及电化学工作站、显微硬度计、摩擦磨损仪分析重熔前后熔覆层的宏观形貌、微结构及性能。同时,利用COMSOL软件模拟熔覆和重熔过程涂层热场分布。结果表明:中心送粉式超高速激光单次熔覆可成形微米级厚的Fe基涂层,涂层无裂纹、孔洞等缺陷,稀释率仅为6.82%;重熔后的涂层平整度增加且近表面晶粒明显细化,沿生长方向呈梯度结构;重熔样品具有更高的耐腐蚀性,硬度提高约33%,表现出更优的耐磨性;模拟发现,重熔过程中涂层表面的温度梯度明显高于涂层内部,导致涂层梯度结构的形成,涂层表面晶粒细化有利于其表面耐蚀耐磨综合性能的提升。

关键词：超高速激光熔覆激光重熔微观组织晶粒细化耐蚀性耐磨性

激光表面重熔对CoCrFeNiW0.5高熵合金组织及性能的影响

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热加工工艺 2024年第14期 33-37页

作者：王世伟周晖张凯锋冯凯邢振华兰州空间技术物理研究所真空技术与物理国防科技重点实验室

采用真空氩弧熔炼制备了非等原子比CoCrFeNiW0.5高熵合金并进行了激光表面重熔处理，系统研究了激光表面重熔对合金相组成、显微组织、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明：铸态高熵合金的显微组织由枝晶FCC相及枝晶间（FCC+μ）共晶... 详细信息

采用真空氩弧熔炼制备了非等原子比CoCrFeNiW0.5高熵合金并进行了激光表面重熔处理，系统研究了激光表面重熔对合金相组成、显微组织、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明：铸态高熵合金的显微组织由枝晶FCC相及枝晶间（FCC+μ）共晶组织组成，激光重熔后合金的共晶组织消失并且晶粒明显细化，金属间化合物μ相以颗粒状分布在等轴FCC的晶界上。与铸态合金相比，激光重熔后合金的硬度提升约17%，与Si3N4陶瓷配副时的摩擦系数降低约7%，磨损率降低约75%，这主要归因于激光重熔过程引起的细晶强化、固溶强化，以及合金组织成分均匀性的提升。

关键词：高熵合金激光重熔显微组织硬度磨损

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激光重熔Ni60合金涂层组织特征研究

能源技术与管理 2024年第3期49卷 212-214,222页

作者：张波马路路王亚西安工业大学陕西西安710000 江苏安全技术职业学院江苏徐州221011

矿用液压支架液压缸在材料耐磨性及强度等方面的要求较高,而常规制造手段往往成本较高且工艺复杂。为解决这一问题,对金属表面热处理技术进行了深入研究。选用Ni60自熔性合金粉末作为熔覆层材料,以Q235钢为基材,进行了火焰喷涂+激光重... 详细信息

矿用液压支架液压缸在材料耐磨性及强度等方面的要求较高,而常规制造手段往往成本较高且工艺复杂。为解决这一问题,对金属表面热处理技术进行了深入研究。选用Ni60自熔性合金粉末作为熔覆层材料,以Q235钢为基材,进行了火焰喷涂+激光重熔工艺试验研究。通过光学显微镜观察,分析试样在不同工艺参数下基体、结合界面和熔覆层的组织形貌特征。结果显示,熔覆层与基体形成了冶金结合,界面形成了一条光亮结合带。进一步观察发现,激光重熔覆层组织晶粒细小、致密,且存在大量的树枝晶。利用显微硬度测试仪对熔覆层、过渡层和基体的硬度进行了测试。结果表明,激光重熔覆层的硬度远远高于基体。为了深入研究激光重熔工艺参数对熔覆层组织与性能的影响,测试了不同激光功率和扫描速度下的组织与硬度。研究发现,在激光功率相同时,随着扫描速度的提高,熔覆层获得的组织更细小,其硬度和耐磨性也得到进一步提高。

关键词： Ni60涂层火焰喷涂激光重熔

重熔对激光熔覆Fe60涂层的组织与性能影响

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锻压装备与制造技术 2024年第2期59卷 128-132页

作者：林朝森李跃丹江仁伟邹泽昌唐翠勇陈学永福建农林大学机电工程学院福建福州350000 福建船政交通职业学院机械与智能制造学院福建福州350000

为提高45#钢表面的显微硬度及耐磨性能,以Fe60自熔性合金粉末作为熔覆层原料,通过激光熔覆和激光重熔工艺制备熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层的显微组织,利用维氏硬度计、磨损实验机、三维形貌仪等仪器进行显微硬度、耐磨... 详细信息

为提高45#钢表面的显微硬度及耐磨性能,以Fe60自熔性合金粉末作为熔覆层原料,通过激光熔覆和激光重熔工艺制备熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层的显微组织,利用维氏硬度计、磨损实验机、三维形貌仪等仪器进行显微硬度、耐磨性能及磨损机制的测试。结果表明:激光熔覆制备的涂层枝晶组织尺寸较大,激光重熔后的涂层枝晶晶粒细化且更加致密。相较于基体,激光熔覆制备的涂层平均硬度为670 HV,是基体的3.38倍,激光重熔后的涂层平均硬度为682 HV,相较于基体硬度提升3.43倍。经过激光重熔及激光熔覆涂层的摩擦系数、磨损量相较于基体得到显著降低,其磨损量分别降低了8倍、2.67倍,耐磨性能得到显著提升,涂层的摩擦磨损形式为磨粒磨损及黏着磨损。

关键词：激光熔覆激光重熔显微硬度耐磨性

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激光重熔技术在选区激光熔化中的研究进展

稀有金属材料与工程 2023年第5期52卷 1932-1942页

作者：朱静华宇婷贺庆升刘颖黄爱军杨义张恺上海理工大学材料与化学学院上海200093 上海理工大学机械工程学院上海200093 莫纳什大学增材制造中心克莱顿3800

激光重熔使得材料表面的固化层再次快速熔化、凝固,从而提高了材料的致密度和表面质量。作为一种表面改性技术,激光重熔已经在传统制造工艺中得到了广泛的应用。近期研究表明,激光重熔技术也可以应用到选区激光熔化(SLM)中,实现消除缺... 详细信息

激光重熔使得材料表面的固化层再次快速熔化、凝固,从而提高了材料的致密度和表面质量。作为一种表面改性技术,激光重熔已经在传统制造工艺中得到了广泛的应用。近期研究表明,激光重熔技术也可以应用到选区激光熔化(SLM)中,实现消除缺陷并优化组织结构。激光重熔技术还可以提高零件的硬度和延展性等力学性能。本文主要总结了激光重熔对于常见SLM成形金属材料的质量提升作用,激光重熔工艺手段以及重熔参数(重熔激光功率、重熔扫描速度、重熔扫描间距和重熔次数)对于缺陷消除、组织结构优化的作用规律。

关键词：激光重熔选区激光熔化(SLM) 缺陷微观组织结构力学性能

激光重熔热障涂层TGO生长与抗高温氧化机制

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中国有色金属学报 2022年第12期32卷 3780-3791页

作者：安国升李文生冯力成波李子钰周兰王智平兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学机电工程学院兰州730050

激光重熔是提高热障涂层(TBC)陶瓷层致密度进而减少氧气传输通道的有效途径。本文将TBC陶瓷层表面进行激光重熔,通过1100℃高温氧化实验,研究重熔层对TBC热生长氧化物(TGO)的影响规律,阐明了激光重熔对提高TBC抗高温氧化性能的作用机理... 详细信息

激光重熔是提高热障涂层(TBC)陶瓷层致密度进而减少氧气传输通道的有效途径。本文将TBC陶瓷层表面进行激光重熔,通过1100℃高温氧化实验,研究重熔层对TBC热生长氧化物(TGO)的影响规律,阐明了激光重熔对提高TBC抗高温氧化性能的作用机理。结果表明:喷涂态TBC(AS-TBC)、重熔态TBC(LR-TBC)的TGO厚度及氧化增重均随氧化时间的延长而增长。重熔层能消除部分喷涂缺陷,降低陶瓷层表面粗糙度,减少涂层与氧气的接触面积。经过激光重熔的陶瓷层更加致密,促使层内粒子间隙愈合,而且重熔层的裂纹缩小甚至闭合提高了LR-TBC的应变容限,从而抑制了LR-TBC中氧通过孔隙与裂纹向黏接层的渗透,延缓了氧化中后期TGO的生长,使其直至氧化结束始终保持单一Al_(2)O_(3)层的TGO结构。最终,LR-TBC的抛物线氧化速率Kp相比AS-TBC下降了9.00%。

关键词：激光重熔热障涂层热生长氧化物高温氧化