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| 1 | 钢的激光增材制造研究进展及前景展望显示文摘激光增材制造是一种兼顾精确成形和高性能需求的一体化制造技术,为钢构件的高质量快速制造提供了新思路、新方法。从目前典型钢构件的激光增材制造成形质量控制、组织特征、力学性能和应用现状4个方面出发,主要综述了不同的能量输入及氧含量对成形致密度的影响,提出了如何降低孔隙率的方法,对比了不同激光增材制造工艺方法下,制备模具钢、不锈钢和超高强钢试件热处理前后的微观组织和力学性能。在此基础上,对钢构件激光增材制造的发展趋势和需要进一步深入研究的问题进行了讨论,指出了激光增材制造修复技术与超声辅助工艺相结合的发展前景。 | 舒宗富 黄春平 林鑫 刘奋成 | 2019 | 精密成形工程2019，11，4： | 9 |
| 2 | 选区激光熔化成形12CrNi2合金钢的显微组织和力学性能显示文摘利用选区激光熔化(SLM)技术制备了12CrNi2合金钢.借助金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪、室温拉伸试验等方法研究了激光能量密度对合金钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,成形合金钢的宏观组织可分为熔池区与热影响区两部分,微观组织为回火马氏体和少量残余奥氏体.随激光能量密度(EV)增加,成形合金钢的孔洞缺陷逐渐减少,致密度逐渐增加,最高可达到99.87%;同时,熔池体积增大,寿命增加,冷却速度降低,导致回火马氏体板条宽化,热影响区变宽,合金钢的显微硬度和强度降低,塑性增加.在EV为81.34 J/mm3条件下,SLM成形12CrNi2合金钢具有最优强塑性,抗拉强度和屈服强度分别为1098和882 MPa,断后伸长率为20.07%.采用SLM技术成形12CrNi2合金钢可获得比激光熔化沉积(LMD)和铸造成形更佳的综合力学性能.创新点:(1)采用选区激光熔化(SLM)技术制备了12CrNi2合金钢,扩展了激光增材制造(LAM)技术在合金钢领域的应用,可为合金钢的激光成形提供理论和试验参考.(2)改变激光能量密度(EV)可调控成形12CrNi2合金钢的致密度和组织结构,获得不同力学性能;EV为81.34 J/mm^(3)条件下,实现最优强塑性能,成形合金钢的抗拉强度和屈服强度分别为1098和882 MPa,断后伸长率为20.07%.(3)采用SLM技术成形12CrNi2合金钢可获得比激光熔化沉积(LMD)和铸造成形更佳的综合力学性能. | 巴培培 董志宏 张炜 彭晓 | 2021 | 焊接学报2021，42，8： | 4 |
| 3 | 激光功率对机场供油管网材料激光增材层组织和性能的影响显示文摘采用额定功率为1 kW的光纤激光器对机场供油管网材料进行激光增材实验,通过光学显微镜、扫描电镜、硬度仪、能谱仪、X射线衍射仪、电化学工作站、摩擦磨损设备和霍普金森杆等研究了增材层的组织及性能。结果表明:激光功率的增加和激光增材的过程使预热和热积累的效果增强,导致熔化更多的金属粉末,使增材层厚度增加;当增材过程中预热以及热积累效果和散热换热等效果达到准稳态时,增材层的厚度将保持稳定。在激光功率为400、600和800 W时,增材层的平均显微硬度分别为317.88、275.62和208.53 HV0.3。当激光功率为400 W时,增材层的磨损率为基体磨损率的39%,展现出较好的耐磨损性能;当激光功率为600 W时,增材层的腐蚀电流为基体的腐蚀电流的58.6%,腐蚀电位正移66 mV,展现出了较好的耐腐蚀性能;当激光功率为800 W时,增材层的弹性模量为2.45×10^(11) Pa,是基体弹性模量的1.22倍,展现出了较好的刚度。 | 浮艺旋 庞铭 | 2021 | 材料热处理学报2021，42，2： | 2 |
| 4 | 激光增材制造铁基合金组织性能控制研究进展显示文摘研究激光增材制造成型工艺、微观组织演变及力学性能之间的关系,可以为高性能铁基合金构件激光增材制造控形、控性提供理论指导。文章综述了不同激光能量密度输入及保护气体含量对铁基合金构件显微组织、致密度、孔隙率的影响,介绍了热处理、颗粒增强金属基复合材料及辅助工艺等改善激光增材制造铁基合金力学性能的常用方法,并展望了激光增材制造铁基合金构件的发展趋势和所面临的挑战。 | 王家明 赵彦华 路来骁 王茜 田文浩 | 2021 | 山东建筑大学学报2021，36，4： | 2 |
| 5 | 选区激光熔化用高强合金钢粉末制备及其成形性研究显示文摘目的研究真空感应熔炼气雾化法(VIGA)制备球形24CrNiMoY高强钢粉末并验证其激光3D打印性能。方法阐明不同雾化气压对粉末形貌、流动性等粉体特征的影响,分析选区激光熔化技术快速成形合金钢样品的微观组织和力学性能。结果在9.0 MPa雾化气压下制备的粉末球形度最佳,粉末松装密度达到4.89 g/cm^(3),流动性能为21.4 s/(50 g),粉末含氧量0.023%,空心球率<3%,粉末的微观组织主要是马氏体。经过激光工艺参数调控,SLM成形合金钢试样的激光熔池内存在两个明显不同的微区:激光熔化区(LMZ)和热影响区(HAZ)。LMZ主要是马氏体组织,HAZ主要为下贝氏体组织。合金钢试样的平均显微硬度为(402±5.7)HV0.2,其抗拉强度达到(1246±12)MPa,断后伸长率为(11.6±0.5)%。结论VIGA方法制备的24CrNiMoY高强钢粉末满足SLM技术使用要求,具有良好的激光3D打印成形性。 | 居琪萍 汪立高 魏明炜 | 2022 | 精密成形工程2022，14，10： | 1 |
| 6 | 预热温度对24CrNiMoY合金钢组织性能影响显示文摘为有效改善高性能大型零部件的组织性能,采用激光直接沉积技术制备不同预热温度下的24CrNiMoY合金钢样品,通过金相、扫描、硬度和拉伸等实验方法对不同预热温度(25℃、100℃、150℃、200℃和250℃)的组织及性能进行表征和分析。实验结果表明,在2000 W、7 mm/s的激光成形工艺参数下,不同预热温度得到不同形态的贝氏体组织。基板预热温度升高,冷却速度随之降低,沉积层组织由大量的板条贝氏体+少量铁素体逐渐转变为大量粒状贝氏体+少量铁素体。在预热温度为150℃时,获得了硬度分布最均匀、硬度值最高的样品,其硬度值为442.4 HV0.2,此时样品的抗拉强度、屈服强度分别为1138.11和816.46 MPa。研究为激光直接沉积合金钢控形和控性提供了一定的参考和理论支撑。 | 黄涛 智彤彤 陈岁元 周林 张欣 郭倩 | 2020 | 沈阳师范大学学报(自然科学版)2020，38，1： | 1 |
| 7 | 直接激光沉积Fe-Cr-Ni梯度合金钢的组织与性能显示文摘采用直接激光沉积技术制备了具有外强内韧组织性能的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计、摩擦试验机等分析手段,对直接激光沉积的梯度合金钢试样的组织结构、界面结合性、硬度梯度分布及耐磨性等进行了研究。结果表明,在优化的激光沉积参数下,成功制备出了无裂纹夹杂缺陷、梯度过渡界面处呈现冶金结合的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样。梯度合金钢的组织呈现出由粒状贝氏体+板条贝氏体+少量马氏体→板条贝氏体+板条马氏体→板条马氏体+片状马氏体的变化趋势,对应硬度呈356 HV0.2→551 HV0.2→712 HV0.2梯度分布,体积磨损率呈现2.01×10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)→1.33×10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)→0.71×10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)的梯度变化。制备的梯度合金钢试样中,由于C与Cr含量增加,试样硬度呈现了由低到高的梯度分布,表面工作层的耐磨性提高了近2.8倍,获得了外强内韧、呈梯度分布的组织与性能;梯度合金钢试样过渡界面附近小尺寸C原子发生了明显的元素扩散,促进了梯度界面的冶金结合。 | 战娣 陈岁元 宋修文 陈雪婷 王玫 | 2023 | 金属热处理2023，48，2： | 0 |
| 8 | Laser-assisted grinding of RB-SiC composites:Laser ablation behavior and mechanism显示文摘Laser ablation is an important process during Laser-Assisted Grinding(LAG)of hard and brittle materials.To realize controllable material removal during laser ablation of RB-SiC composites,ablation experiments under different Laser Energy Density(LAED)and LAG experiments are conducted.Evolution rules and mechanism of physical phase,ablation morphology and crack characteristics caused by laser irradiation are investigated.The forces of LAG and Conventional Grinding(CG)are compared.The results show that ablation surface changes from slight oxidation to obvious material removal with LAED increasing,and ablation depth increases gradually.The ablation products change from submicron SiO_(2)particles to nanoscale particles and floccule.High LAED promotes SiC decomposition and sublimation,which leads to the increase of C element.The SiC phase forms corrugated shape in recast layer and columnar shape in Heat Affected Zone(HAZ)at 56 J/mm^(2).The cold and heat cycle leads to formation of fishbone crack.For ablation specimen under 30 J/mm^(2),the grinding force can be reduced by a maximum of 39%and brittle damage region is reduced.The material removal and microcrack generated will significantly reduce the hardness and improve machinability,which can promote grinding efficiency. | Zhigang DONG Wenchao SUN Xintong CAI Feng YANG Yan BAO Renke KANG Dongjiang WU Guangyi MA Fangyong NIU | 2024 | Chinese Journal of Aeronautics2024，37，1： | 0 |
| 9 | Tailoring microstructure evolution and mechanical properties of a high-performance alloy steel through controlled thermal cycles of a direct laser depositing process显示文摘Direct laser deposition(DLD),as a popular metal additive manufacturing process,shows advantages of technical flexibility and high efficiency to gain a high-performance alloy steel component.However,during the processing of DLD,the deposited steel layer is affected by the subsequent layer depositing.The DLD block shows different microstructure and mechanical properties at the bottom,middle and top of the deposited parts.To date,there are few research works about the effects of inter-layer interval time and laser power on the microstructure evolution and mechanical properties of the deposited layers.In this study,the idle time and laser power layer by layer during DLD of 12CrNi2 steel were controlled to cause the deposited layers to maintain a high cooling rate,while the bottom deposited layer was subjected to a weak tempering effect.Results show that a high proportion of martensite is produced,which improves the strength of the deposited layer.Under the laser scanning strategy of laser power 2,500 W,scanning velocity 5 mm·s^(-1),powder feeding rate 11 g·min^(-1),overlap rate 50%,and a laser power difference of 50 W and a 2 min interval,the tensile strength of the deposited layer of 12CrNi2 steel is in the range of 873-1,022 MPa,and the elongation is in the range of 16.2%-18.9%.This study provides a method to reduce the tempering effect of the subsequent deposition layers on the bottom layers,which can increase the proportion of martensite in the low-alloy high-strength steel,so as to improve the yield strength of the alloy steel. | Shi-yun Dong Xuan Zhao Shi-xing Yan Yao-hui Lü Xiao-ting Liu Yu-xin Liu Peng He Bin-shi Xu | 2021 | China Foundry2021，18，5： | 0 |
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