国防基础科研计划(A3520133001)
- 作品数：13 被引量：59H指数：5
- 相关作者：杨光钦兰云王维卞宏友任宇航更多>>
- 相关机构：沈阳航空航天大学沈阳飞机设计研究所北京航空航天大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国防基础科研计划辽宁省教育厅高等学校科学研究项目更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术更多>>
- 电磁搅拌辅助激光沉积成形钛合金试验研究被引量：11
- 2014年
- 为了研究磁场搅拌对激光沉积钛合金组织和性能的影响,将自行设计的旋转磁场引入到激光成形系统中,并进行了钛合金沉积成形实验。考察了不同磁场参数下试样的宏观形貌和微观组织,测量了激光沉积层的显微硬度。结果显示:磁场引起激光熔池的强烈对流,使单道沉积层的表面呈现下凹状;且在一定范围内,磁场搅拌速率越快,沉积层α片层组织越细密,硬度越大,可达440HV0.1。表明旋转磁场加剧了熔池的对流,从而加快了其冷却速度,细化了沉积层内的片层组织,并提高沉积层的力学性能。
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- 关键词：激光技术钛合金电磁搅拌
- 激光沉积修复BT20合金试验研究被引量：12
- 2014年
- 采用激光沉积技术对BT20钛合金锻件加工超差及服役损伤进行修复,对修复过程中气孔和熔合不良等缺陷的形成进行了原因分析,并采用了优化工艺参数,对激光熔池施加超声外场等手段,获得无缺陷的修复试样。考察了试样的微观组织和主要合金元素的分布,测量了激光沉积层的显微硬度。结果表明:优化工艺参数后得到的修复组织和基体形成致密的冶金结合,而施加超声外场使修复区的气孔率明显下降;修复试样整体无合金元素的偏析,显微硬度分布从基材到修复区呈递增趋势。
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- 关键词：BT20钛合金力学性能超声振动
- 扫描路径对激光修复钛合金残余应力与变形的影响被引量：10
- 2015年
- 为降低激光沉积修复钛合金基体的残余应力与变形,采用有限元参数化设计语言研究了不同激光扫描路径对修复基体残余应力与变形的影响,模拟了不同扫描路径下修复基体残余应力及不同修复层残余应力的分布情况,并对原因进行了分析。结果表明:不同扫描路径下基体两端残余应力值较大,修复层残余应力值两端高,中间低,采用层间交错扫描路径时,各修复层残余应力值大小和波动幅度降低,修复件表面平整度值最小。采用压痕法对不同扫描方式下修复件表面残余应力进行了测定,得到了不同扫描路径下基体变形曲线,并与模拟结果进行了比较,两者吻合较好,为提高激光修复质量提供了参考依据。
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- 关键词：残余应力
- 激光沉积修复TA15钛合金热应力的数值模拟被引量：1
- 2014年
- 根据激光沉积修复的热传导特点,利用有限元法中的生死单元技术,建立了激光沉积修复TA15钛合金的过程模型,采用参数化设计语言编程实现对多道多层激光沉积修复过程三维热应力场的数值模拟。研究了不同功率、不同扫描速度下以及对修复基体预热后热应力的动态分布规律,并对热应力变化的原因进行了分析。结果表明,随着激光功率的减小、扫描速度的增大热应力呈减小趋势,对修复基体预先加热,可以有效调控热应力的产生和演化,为降低激光沉积修复过程中的热应力,提高修复质量提供理论依据。
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- 关键词：热应力数值模拟钛合金温度场
- TA15钛合金激光沉积温度场数值模拟与检测被引量：5
- 2014年
- 在综合考虑热源模型、对流辐射换热、相变潜热、材料非线性因素对激光沉积修复温度场影响前提下,建立了激光沉积修复的数学模型,采用有限元参数化设计语言(APDL)对多道多层激光沉积修复温度场进行了数值模拟。研究了激光沉积修复瞬时温度场及其中心高度上节点温度随时间变化情况,分析了修复件中心高度上温度梯度分布情况。搭建了激光沉积修复温度测量系统,对修复时表面温度进行了测量,并与模拟温度进行了比较,两者吻合较好。为控制激光沉积修复组织、提高修复质量提供有效手段。
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- 关键词：温度场数值模拟钛合金
- 激光沉积修复BT20合金的显微组织和力学性能被引量：8
- 2014年
- 针对BT20钛合金锻件当量孔损伤进行激光沉积修复试验,考察了修复试样的组织和力学特点.修复区与基材之间形成了致密冶金结合,Al,Zr,Mo,V合金元素由锻件基体到激光修复区均匀分布,无宏观偏析,硬度分布从基材到修复区依次提高.热影响区组织是由基材的双态组织过渡到网篮组织;修复区组织为粗大的原始柱状β晶,晶粒内为α/β网篮组织,晶内α片层取向随机,宽0.4～0.5 μm.修复过程中发现,激光加工工艺参数选择不当、坡度过大等原因会造成修复区组织形成气孔和熔合不良等缺陷,但是通过优化工艺参数可以获得无缺陷修复试样.修复试样的室温静拉伸结果表明,试样的抗拉强度接近锻件基体强度,但修复件的韧性比锻件稍有提高.
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- 关键词：BT20钛合金显微组织力学性能显微硬度
- 钛合金激光沉积热行为及组织演变被引量：4
- 2016年
- 为了考察激光沉积过程热行为对其微观组织的影响,采用了有限元方法对激光沉积过程进行建模,分析了多层多道激光沉积TA15钛合金试样的温度分布及内部节点的热循环特性变化,并对试样的组织进行了考察。模拟结果显示基材和沉积层上任一节点均要经历循环加热和冷却的过程,由于热量累积效应使冷却速度下降,且温度的谷值有上升的趋势。沉积试样的组织由基材的双态组织,经由热影响区,过渡到宏观组织为粗大的初生β晶粒的激光沉积区。因各沉积层经历的热循环和热历史的不同,晶内α相分别呈现针状、片层状和板条状。因冷却速度较快,α相同时在晶界处和β晶内析出,呈现网篮状魏氏体和网篮状混合集束状魏氏体形貌。主要合金元素Al、Zr、Mo、V由基体到激光沉积区均匀分布,无宏观偏析,表明沉积层组织形貌的变化跟成分偏析无关。
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- 关键词：钛合金温度场热行为
- 激光沉积修复TA15合金的组织和力学性能被引量：4
- 2014年
- 采用激光沉积修复方法对TA15槽损伤试样进行了修复试验,考察了修复试样的组织和力学特点,发现激光修复试样组织是由基材的双态组织经由热影响区过渡到修复区的网篮组织。修复区组织为粗大的原始柱状β晶,晶粒内为α/β网篮组织,晶内α片层取向随机,宽0.4～0.5μm。分析了修复区和坡面存在熔合不良缺陷的原因,并给出了纠正措施。修复试样的室温静拉伸结果表明,试样的抗拉强度接近工业锻件水平,表明修复区与基材之间形成了致密冶金结合,但由于修复区粗大柱状晶组织,试样的冲击韧性比基材稍差。
- 钦兰云卞宏友杨光宋海浩王维任宇航
- 关键词：TA15钛合金力学性能
- 激光沉积修复TA15钛合金的显微组织及力学性能被引量：4
- 2015年
- 针对TA15钛合金通槽损伤形式进行激光沉积修复试验，观察修复试样的组织形貌，测试修复试样的显微硬度及冲击性能。实验结果表明，修复试样由修复区、热影响区及基材区三部分组成，修复区与基体形成致密冶金结合；修复区组织为粗大原始口柱状晶，晶内为α+β网篮组织，α片层随机取向生长，宽为0．4～0．5／μm。硬度分布由基材向修复区依次提高，主要合金合金元素A1、Zr、Mo、V由基材到激光修复区均匀分布，无宏观偏析。修复试样的冲击韧性较基材低，为基材的52％～73％；在高应力冲击载荷下，修复区呈脆性断裂，基材倾向于韧性断裂；修复试样的冲击韧性随修复区体积增加而提高。
- 任宇航尚纯杨光钦兰云王维
- 关键词：TA15钛合金显微组织显微硬度冲击韧性
- 激光熔覆制备TiC颗粒增强涂层的组织和性能被引量：12
- 2014年
- 为了改进TC4钛合金的耐磨性能,开发具有热应力缓和功能的梯度涂层,在对梯度涂层优化设计的基础上,采用激光熔覆的方法在TC4钛合金的表面上制备耐磨钛基功能梯度(Ti-FGM)复合涂层,观察了微观组织,测量了Ti-FGM涂层和基材在大气环境室温下的摩擦磨损性能和显微硬度。结果表明:原位自生的增强相TiC颗粒均匀分布在梯度功能耐磨熔覆层中,微观组织沿熔覆方向呈现粗大树枝晶到颗粒状晶体的变化。复合涂层硬度呈现梯度上升趋势且涂层顶部表现出较优异的耐磨性能。
- 杨光王向明王维钦兰云卞宏友
- 关键词：涂层功能梯度材料激光熔覆钛合金磨损
