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可用于增材制造的高强铝镁合金
铝及其合金是工程应用最广泛的结构材料之一。传统的铝合金零件通过铸造、锻造和粉末冶金等方法制造,与这些传统制造过程相关的工具设备增加了制造成本和交付周期。3D打印技术由于为制造设计提供了丰富的自由度而广泛应用于工程零件的制造。现有3D打印技术中,选择性激光熔化(SLM)是发展最为广泛的方法之一。但是SLM工艺中的冶金缺陷如许多裂纹、球化和气孔导致只有有限数量的金属适合该种工艺,且具备满足要求的密度、微观结构和强度。中南大学粉末冶金研究院李瑞迪研究员和新西兰奥克兰大学、中车工业研究院有限公司等单位合作通过对合金元素进行调控和热处理工艺的探索,发展了一种适用于SLM制备工艺,具有良好抗裂性和高强度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相关论文以题为“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金属材料顶级期刊《Acta Materialia》在线发表。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.060在该项工作中,研究人员设计了一系列Al-Mg(-Si)-Sc-Zr合金,并用雾化合金粉末进行3D打印制备。在没有Si元素的情况下,Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr(x=1.5,3.0,6.0wt.%)合金在制备过程中均易发生热裂纹,平均裂纹密度随Mg含量的增加而增大。发现在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能够有效地抑制SLM过程中的热裂纹,同时细化制备合金的微结构,从而提高打印试样的力学性能。图1:不同成分的打印样品晶粒尺寸和形貌EBSD分析结果:(a)1.5 wt%Mg,合金1;(b)3.0 wt%Mg,合金2;(c)6.0 wt%Mg,合金3;(d)6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si,合金4。晶体学取向用倒极图(IPF)表示。图2:Mg和Si元素对试样断裂行为的影响。(a)不同合金成分(合金1,合金2,合金3,合金4)的拉应力应变曲线。(b-e)合金1(b)、合金2(c)、合金3(d)、合金4(e)的断口SEM图像。通过对合金成分的进一步微调,研究人员设计了一种新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。这种新合金具有明显的细化微观组织,由亚微米胞体和胞体中存在的共晶Al3(Sc,Zr)纳米粒子(2-15nm)和粒间Al-Mg2Si共晶(Mg2Si直径10-100nm)组成。打印试样中形成了高密度的层错和独特的9R相。试样的拉伸强度和延伸率分别达到497MPa和11%。经过时效处理后,试样的拉伸强度达到550MPa,塑性在8%~17%之间。除了固溶强化、晶界强化和纳米颗粒强化外,高密度层错也有助于强化。图3:不同组分(a1-4)合金#4;(b1-4)合金#5的SLM打印样品的细晶区TEM图像:(a1-2)合金4的胞状结构;(a3-4)合金的柱状结构;(b1-5)合金(b2)的胞状结构是(b1)的暗场图像;(b3-4)合金的柱状组织#5;图(a2),(a4),(b2)和(b4)显示了晶间共晶组织;(b5)是SLM-printed Alloy#5细胞的干HAADF图像和主要元素(Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr)的相应EDX图谱。图4:(a)SLM打印合金#5时效前后的拉伸应力应变曲线。曲线“#5”表示打印合金#5;曲线“#5-HT1”表示360℃时效8h的合金#5;曲线“#5-HT2”表示300℃时效8h的合金#5。(b)在合金#5-HT2断裂处拉伸试样的透射电镜显示具有高密度位错和SFs的变形组织。(c)沿[001]方向的变形亚晶中滑移带和滑移方向的HRTEM图像。(d)在(-100)面上用(c)图中标记区域的傅里叶逆变换图像显示出高密度位错。这项研究成果通过在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素,形成了精细打印微观组织,获得了无裂纹的打印合金成分。随后通过热处理时效工艺引入高密度层错并细化晶粒,开发出了一种具有低热裂敏感性和高强度的新型铝镁合金。这项工作提供了一种解决和消除SLM工艺中的冶金缺陷的铝镁合金成分设计方法和热处理工艺,推动了SLM制造技术的工程应用。
中南大学 2021-04-11
高强韧硬质合金工模具坯材
以自主开发的超细 / 纳米 WC 类复合粉末为原料,基于目前国内企业常用烧结设备,开发出特色烧结工艺,制备出不同粘结相含量和晶粒尺寸级别、性能达到国际先进水平的系列超细晶硬质合金块体材 料, 平均晶粒尺寸 200 - 500nm,硬度 HRA 90 - 93.5,断裂韧性 12.0 - 20.0MPa.m1/2,横向断裂强度4500 - 5200MPa,性能得到国际著名硬质合金企业和国内权威资质机构检测认定。利用真空烧结、热压烧结、热等静压烧结等技术,结合原料粒径匹配和烧结工艺优化,制备出平均晶粒尺寸>8µm  的组织均匀、性能稳定的超粗晶硬质合金块材,具有硬度 > HRA 90.0、断裂韧性 >15.0 MPa.m1/2 的优良力学性能。
北京工业大学 2021-04-13
高强韧硬质合金工模具坯材
北京工业大学 2021-04-14
一种异质多材料增材制造系统
本发明属于增材制造领域,并公开了一种异质多材料增材制造 系统。该系统包括关节臂机器人、打印装置、减材装置和监测反馈装 置,通过采用旋转式多喷头切换打印装置,以多个送丝打印机构旋转 切换的方式进行多材料多工艺实时切换打印,实现了多材料多工艺的 高效 3D 打印成形;双目立体视觉在线实时监测反馈装置及时反馈加工 零部件的层层温度信息及三维轮廓信息并与原始模型对比标定,确定 减材加工时机及相应减材加工参数。通过本发明,高精
华中科技大学 2021-04-14
高回弹/自润滑耐磨PTFE唇形密封片材
项目简介: 针对传统橡胶油封不能满足现代高端装备(如汽车、工程机械等)对旋转轴唇形油封的更高要求(即要求油封能承受高低温&n
西华大学 2021-04-14
双斜盘液压电机柱塞泵
本发明涉及一种双斜盘液压电机柱塞泵,包括外壳、定子、转子、缸体、多个柱塞、两斜盘组件和配流装置,其中缸体左右两侧各设置有多个与柱塞腔相通的吸排油口,配流装置与缸体间隙配合,在转子主轴带动缸体的转动中,斜盘组件使柱塞在柱塞腔中作往复直线运动,配流装置与缸体的吸排油口周期性的连通,实现电机柱塞泵的配流,配流装置不随主轴而转动,所述配流装置为配流轴。本发明采用的配流装置有效简化了泵整体结构,减少了泵的闭死容积,提高了电机柱塞泵的容积效率,与现有的阀配流柱塞泵相比,使得泵腔体内工作介质出入口处过流量不再受到
华中科技大学 2021-01-12
高压电场联合热风干燥装置
【发 明 人】段金廒、鲁学军、钱大玮、郭盛【技术领域】本实用新型涉及一种干燥加工生产设备,特别是涉及一种适用于中药材、药品、农产品、食品及生物制品等领域的含热不稳定性活性组分物料干燥的高压电场联合热风干燥装置。【摘要】本实用新型公开了一种高压电场联合热风干燥装置,它包括箱体,安装在箱体上的高压电场干燥系统、热风循环干燥系统和监测控制系统。本实用新型提供的高压电场联合热风干燥装置,结构设计合理,可操作性强,使用方便,与传统热风干燥相比,具有干燥效率高,干燥温度低,所需干燥时间比同温度下单纯热风干燥,可缩短50%,干燥能耗可降低51.9%,特别适用于含热不稳定性活性组分物料的干燥,如中药材及饮片、药品、农产品、食品及生物制品等物料的干燥,干燥后外观质量好、活性成分保留度高,应用范围非常广泛。
南京中医药大学 2021-04-13
精密可调高压电源技术
1、成果简介 可以研发:精密可调高压电源等。 技术指标:1、电压等级:10KV-220KV;稳定度:1×10-62、应用说明 主要应用对象:电子显微镜、X射线仪、电子束焊接等领域。3、效益分析 高技术产品
北京航空航天大学 2021-04-13
氮化镓高压电力电子器件
已有样品/n基于AlGaN/GaN异质结材料体系,通过采用导电机制融合和能带分区调控的先进技术路线改变传统氮化镓肖特基二极管正向电压与反向电流等参数之间的经典调控规律,采用无损伤工艺,提升了器件的均匀性和可靠性,进一步提升了氮化镓肖特基二极管的性能。测试结果达到1700V反向耐压,正向开启电压达到0.38V以及高防浪涌能力,为肖特基二极管器件市场提供了一种新选择。
中国科学院大学 2021-01-12
PZT-82 127×86.36×2.2压电陶瓷条
淄博宇海电子陶瓷有限公司 2021-08-30
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