發(fā)布時間：2025-01-01 05:32

　　鈦合金是一種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,具有密度小、比強度高和耐腐蝕等優(yōu)點,在航空航天、生物醫(yī)用等領(lǐng)域具有廣闊的應用市場。激光選區(qū)熔化（Selective laser melting,SLM）是一種新興的材料成形技術(shù),該技術(shù)利用高能激光束作為熱源熔化金屬來完成金屬的逐層疊加加工,這不僅突破了傳統(tǒng)減材和等材制造對成形零件幾何形狀的限制,而且對于制備難熔材料具有獨特的優(yōu)勢。但SLM成形常受到復雜熱交互和飛濺等因素的影響,導致成形零件出現(xiàn)較大的孔隙、粗糙度和殘余應力等,影響使用性能。優(yōu)化SLM成形工藝,并對所得零部件進行后處理可一定程度上解決上述問題。超聲滾壓（Ultrasonic surface rolling process,USRP）通過在零件表面產(chǎn)生塑性變形,提高表面光潔度和硬度,同時在表層引入壓應力,并改善了微觀組織結(jié)構(gòu),能有效提高零件的表面性能。因此,本文以Ti6Al4V合金為研究對象,通過優(yōu)化成形工藝獲得具有最佳性能的SLM成形鈦合金,隨后采用USRP和直流電加熱輔助超聲滾壓（Direct current assisted USRP,DC-USRP）等后處理工藝對材料表面作進一步加工處理,重點...

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 鈦合金概述
        1.1.2 鈦合金的先進成形技術(shù)概述
    1.2 激光選區(qū)熔化成形
        1.2.1 激光選區(qū)熔化成形技術(shù)概述
        1.2.2 激光選區(qū)熔化成形對鈦合金微觀結(jié)構(gòu)和性能研究
    1.3 表面塑性變形改性技術(shù)
        1.3.1 噴丸改性技術(shù)
        1.3.2 滾壓改性技術(shù)
        1.3.3 超聲滾壓和超聲沖擊改性技術(shù)
        1.3.4 多場復合表面塑性變形改性技術(shù)
    1.4 塑性變形機理
    1.5 超高周疲勞研究
    1.6 課題研究意義及內(nèi)容
    1.7 課題來源
第二章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗材料及成形設備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 SLM成形及熱處理
        2.1.3 表面超聲滾壓加工
        2.1.4 直流電加熱輔助超聲滾壓加工
    2.2 材料性能測試
        2.2.1 試樣密度測試
        2.2.2 表面形貌和粗糙度測試
        2.2.3 硬度和力學性能測試
        2.2.4 殘余應力測試
        2.2.5 微觀結(jié)構(gòu)分析測試
第三章 SLM成形工藝對Ti6Al4V微觀結(jié)構(gòu)與性能的影響
    3.1 引言
    3.2 SLM工藝參數(shù)及掃描策略
    3.3 SLM工藝參數(shù)對成形試樣微觀結(jié)構(gòu)和力學性能的影響
        3.3.1 粗糙度變化
        3.3.2 表面熔道變化
        3.3.3 孔隙率的變化
        3.3.4 微觀結(jié)構(gòu)變化
        3.3.5 顯微硬度變化
        3.3.6 拉伸力學性能變化
    3.4 熱處理對SLM成形Ti6Al4V性能的微觀結(jié)構(gòu)和力學影響
        3.4.1 熱處理對微觀結(jié)構(gòu)的影響
        3.4.2 熱處理對硬度的影響
        3.4.3 熱處理對拉伸性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 超聲滾壓加工對SLM成形Ti6Al4V表面微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響
    4.1 引言
    4.2 超聲滾壓加工對表面粗糙度的影響
        4.2.1 超聲滾壓載荷、振幅和滾壓球直徑對表面粗糙度的影響
        4.2.2 直流電輔助超聲滾壓對表面粗糙度的影響
    4.3 超聲滾壓加工對表面殘余應力的影響
        4.3.1 超聲滾壓載荷、振幅和滾壓球直徑對表面殘余應力的影響
        4.3.2 直流電輔助超聲滾壓對殘余應力的影響
    4.4 超聲滾壓加工對微觀結(jié)構(gòu)的影響
        4.4.1 超聲滾壓對SLM成形Ti6Al4V微觀結(jié)構(gòu)影響
        4.4.2 超聲滾壓對熱處理態(tài)SLM成形Ti6Al4V微觀結(jié)構(gòu)影響
        4.4.3 直流電加熱輔助超聲滾壓對試樣微觀結(jié)構(gòu)的影響
    4.5 超聲滾壓加工后微觀結(jié)構(gòu)隨深度變化
        4.5.1 EBSD表征
        4.5.2 TEM表征
    4.6 超聲滾壓對微觀結(jié)構(gòu)強化分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 超聲滾壓加工對SLM成形Ti6Al4V摩擦磨損特性的影響
    5.1 引言
    5.2 超聲滾壓對SLM成形Ti6Al4V干摩擦磨損特性的影響
        5.2.1 摩擦磨損方式
        5.2.2 摩擦系數(shù)和磨損量的變化
        5.2.3 磨損機制的變化
    5.3 熱處理+超聲滾壓對SLM成形Ti6Al4V干摩擦磨損特性的影響
        5.3.1 摩擦磨損方式
        5.3.2 摩擦系數(shù)和磨損量的變化
        5.3.3 磨損機制的變化
    5.4 熱處理+超聲滾壓對SLM成形Ti6Al4V潤滑摩擦磨損特性的影響
        5.4.1 摩擦磨損方式
        5.4.2 摩擦系數(shù)和磨損量的變化
        5.4.3 磨損機制的變化
    5.5 分析討論
    5.6 本章小結(jié)
第六章 超聲滾壓加工對SLM成形Ti6Al4V超高周疲勞性能的影響
    6.1 引言
    6.2 超高周疲勞試驗
        6.2.1 超高周疲勞試驗原理
        6.2.2 超高周疲勞試樣設計
    6.3 超聲滾壓對超高周拉壓疲勞性能的影響
        6.3.1 超高周拉壓疲勞壽命
        6.3.2 超高周拉壓疲勞斷口觀察和分析
    6.4 超聲滾壓對超高周扭轉(zhuǎn)疲勞性能的影響
        6.4.1 超高周扭轉(zhuǎn)疲勞壽命
        6.4.2 超高周扭轉(zhuǎn)疲勞斷口觀察和分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：4022110