邓杨芳
,
张军
,
苏海军
,
宋衎
,
刘林
,
傅恒志
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00841
采用激光区熔快速定向凝固技术制备出Al2O3/Er3Al5O12(EAG)共晶自生复合陶瓷, 研究了不同激光扫描速率下材料的凝固组织特征及其演变规律, 并对其力学性能和增韧机制进行了分析. 结果表明: 激光区熔Al2O3/EAG由连续的Al2O3和EAG两相组成, 两相相互交错分布, 形成均匀的三维网状结构; 共晶间距细小, 在0.2~2.1μm之间, 并随着扫描速率的增加规律性地减小. 在低的扫描速率下, 微观组织呈现典型的层片状非规则共晶组织; 当扫描速率增至800μm/s时, 出现了胞状及EAG树枝晶. 共晶陶瓷的硬度和断裂韧性分别为18.7GPa和2.45MPa·m1/2. 微观组织高度细化以及裂纹扩展过程中沿两相界面偏转、分叉等机制提高了材料的韧性.
关键词:
氧化物共晶陶瓷
,
laser zone remelting
,
microstructure
,
fracture toughness
于建政
,
张军
,
苏海军
,
宋衎
,
刘林
,
傅恒志
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11627
采用激光区熔凝固技术制备大尺寸Al2O3/Y3Al5O12(YAG)共晶自生复合陶瓷, 考察双面区熔条件下大尺寸氧化物共晶陶瓷的熔化及凝固成形规律, 采用扫描电镜、能谱和X射线衍射对其凝固组织特征进行了表征和分析. 研究结果表明:在优化的凝固工艺下, 激光双面区熔增加了熔凝层的厚度, 获得了熔凝层厚度8.2 mm, 长度65.0 mm, 致密度达98.5%±1%的Al2O3/YAG共晶陶瓷; 共晶熔凝层厚度随激光扫描速率的减小而增加, 随激光功率的增大而增大, 并且致密度随着激光功率的增大呈现先增大后减小的趋势; 双面区熔后的Al2O3/YAG共晶陶瓷微观组织由均一分布、相互交织的Al2O3和YAG共晶相组成, 共晶层片间距较小(1.0~3.5 μm), 且与凝固速度满足Jackson-Hunt公式; 共晶间距随扫描速率的增大逐渐减小; 双面区熔界面处共晶组织生长具有连续性, 界面结合良好; 共晶陶瓷的Vickers硬度为(18.6±1.0) GPa.
关键词:
Al2O3/YAG; 共晶陶瓷; 激光双面区熔; 制备; 表征
刘丰刚
,
林鑫
,
宋衎
,
宋梦华
,
韩一帆
,
黄卫东
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00282
采用激光立体成形技术进行了300M钢修复实验,利用XRD、SEM及动态散斑等手段研究了激光成形修复300M钢沉积态和热处理态的组织及力学性能特征。结果表明,300M钢基材区由马氏体、贝氏体及少量残余奥氏体组成;修复区由顶部的贝氏体组织,中部的马氏体和贝氏体的混合组织,到底部的回火马氏体组织呈现连续转变;热影响区则呈现为不均匀的马氏体组织。经过淬火+回火处理后,各区域的组织变得均匀,均为回火马氏体和贝氏体的混合组织。修复后沉积态试样的拉伸性能远低于锻件标准。但经过热处理后,修复试样的各项力学性能指标均有显著提高。应力-应变测试结果表明,沉积态和热处理态试样在弹性变形阶段的应变都是均匀增加的,而超过最大拉伸强度后,局部应变在修复区急剧增加。这与试样的组织协调变形能力及应变硬化指数有关。
关键词:
激光成形修复
,
激光增材制造
,
300M钢
,
显微组织
,
力学性能
,
应力-应变分布
贾晓娇
,
张军
,
苏海军
,
宋衎
,
刘林
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00419
采用激光悬浮区熔定向凝固方法制备了高致密度Al2O3/YAG/ZrO2共晶自生复合陶瓷材料,研究多元复相陶瓷在高温度梯度、不同生长条件下的凝固组织形态演化规律,定量表征凝固速率与氧化物陶瓷共晶间距的关系,在此基础上,考察其力学性能并分析凝固组织与断裂韧性的关系.研究结果表明:激光悬浮区熔Al2O3/YAG/ZrO2三元自生复合材料呈现与热流方向平行、定向性良好的非规则层片共晶形貌,共晶组织随凝固速率的增大而快速细化,凝固速率为200 μm/s时,最小层片间距达到0.46 μm.平均层片间距λav与凝固速率V之间符合关系:λavV0.5=12.4μm1.5·s-0.5,且明显小于同等凝固速率条件下Al2O3/YAG二元共晶的平均层片间距.Al2O3/YAG/ZrO2三元共晶平均硬度为(19.0±1.0)GPa,室温断裂韧性为(3.31±0.2) MPa·m1/2.与二元共晶相比,裂纹捕获、偏转以及共晶相热胀系数失配是三元共晶室温断裂韧性提高的主要原因.
关键词:
激光悬浮区熔
,
定向凝固
,
三元共晶
,
自生复合材料
,
凝固组织
,
断裂韧性
宋衎
,
张军
,
贾晓娇
,
苏海军
,
刘林
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00594
利用自行研制的激光悬浮区熔设备制备了Al2O3/YAG/ZrO2三元过共晶自生复合材料.在过共晶成分下获得了不含初牛相的全共晶层片状组织.详细分析了固/液界面形貌形成原因,井由界面形貌出发阐述了Al2O3/YAG/ZrO2三元过共晶组织织构化趋势.结果表明,低凝固速率下,三元过共晶成分下层片间距大于三元共晶成分下层片间距,而在高凝固速率下则相反,这主要是由于ZrO2的加入影响了体系的传热及传质条件,通过经典非规则共晶模型综合分析了传输条件对层片间距的影响.过共晶平均层片间距(λav)与凝固速率(V)满足λavV0.5=14.7 μm1.5·s-0.5,符合JH模型.对于激光加工中经常出现的带状组织形成机理也进行了讨论.
关键词:
Al2O3/YAG/ZrO2
,
过共晶
,
固/液界面
,
组织
宋衎
,
喻凯
,
林鑫
,
陈静
,
杨海欧
,
黄卫东
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00648
研究了经过高温均匀化固溶处理+中间δ时效处理+双级时效处理的激光立体成形Inconel 718合金的组织及力学性能,并考察了热处理后合金的位错组态.结果表明,由于热处理过程中的再结晶行为,合金组织由沉积态的初始柱状晶转化为等轴晶.Laves相完全固溶,针状δ相以及γ"强化相分别在晶界处以及γ基体上大量弥散析出.激光立体成形Inconel 718合金热处理态的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及断面收缩率均达到锻件标准.位错与γ"相的相互作用为位错切割γ"相以及位错绕过γ"相,在位错绕过γ"相的区域,位错密度比位错切割γ"相区域高.由于热处理态δ相尺寸大于锻件,位错会在δ相中发生塞积.碳化物和位错之间也存在强烈的相互作用,通过钉扎和拖曳作用来阻碍位错运动.
关键词:
激光立体成形
,
Inconel 718
,
显微组织
,
力学性能
,
位错组态
邓杨芳
,
张军
,
苏海军
,
宋衎
,
刘林
,
傅恒志
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00841
采用激光区熔快速定向凝固技术制备出Al2O3/Er3Al5O12(EAG)共晶自生复合陶瓷,研究了不同激光扫描速率下材料的凝固组织特征及其演变规律,并对其力学性能和增韧机制进行了分析.结果表明:激光区熔Al2O3/EAG由连续的Al2O3和EAG两相组成,两相相互交错分布,形成均匀的三维网状结构；共晶间距细小,在0.2～2.1 μm之间,并随着扫描速率的增加规律性地减小.在低的扫描速率下,微观组织呈现典型的层片状非规则共晶组织；当扫描速率增至800μ m/s时,出现了胞状及EAG树枝晶.共晶陶瓷的硬度和断裂韧性分别为18.7GPa和2.45MPa·m1/2.微观组织高度细化以及裂纹扩展过程中沿两相界面偏转、分叉等机制提高了材料的韧性.
关键词:
氧化物共晶陶瓷
,
激光区熔
,
微观组织
,
断裂韧性
于建政
,
张军
,
苏海军
,
宋衎
,
刘林
,
傅恒志
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11627
采用激光区熔凝固技术制备大尺寸Al2O3/Y3Al5O12(YAG)共晶自生复合陶瓷,考察双面区熔条件下大尺寸氧化物共晶陶瓷的熔化及凝固成形规律,采用扫描电镜、能谱和X射线衍射对其凝固组织特征进行了表征和分析,研究结果表明:在优化的凝固工艺下,激光双面区熔增加了熔凝层的厚度,获得了熔凝层厚度8.2 mm,长度65.0 mm,致密度达98.5％±1％的Al2O3/YAG共晶陶瓷；共晶熔凝层厚度随激光扫描速率的减小而增加,随激光功率的增大而增大,并且致密度随着激光功率的增大呈现先增大后减小的趋势；双面区熔后的Al2O3/YAG共晶陶瓷微观组织由均-分布、相互交织的Al203和YAG共晶相组成,共晶层片间距较小(1.0～3.5 μm),且与凝固速度满足Jackson-Hunt 公式；共晶间距随扫描速率的增大逐渐减小；双面区熔界面处共晶组织生长具有连续性,界面结合良好;共晶陶瓷的Vickers硬度为(18.6±1.0) GPa.
关键词:
Al2O3/YAG
,
共晶陶瓷
,
激光双面区熔
,
制备
,
表征
