高等学校学科创新引智计划(08040)
- 作品数：27 被引量：401H指数：7
- 相关作者：林鑫黄卫东杨海欧杨高林曹永青更多>>
- 相关机构：西北工业大学南昌航空大学上海交通大学更多>>
- 发文基金：高等学校学科创新引智计划国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺理学电子电信一般工业技术更多>>
- 激光立体成形高性能金属零件研究进展被引量：118
- 2010年
- 激光立体成形技术是从20世纪80年代初期发展起来的一项先进制造技术,能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形。该技术可以用于承受强大力学载荷的三维实体金属零件的快速制造,也可应用于具有较复杂形状和较大体积制造缺陷、误加工损伤或服役损伤零件的修复。主要围绕激光立体成形技术在追逐高力学性能方面的研究工作,综述了激光立体成形研究和应用的主要进展情况。对多种合金的大量研究工作表明:激光立体成形金属零件的综合力学性能同锻件相当,导致这样优越的力学性能的主要原因在于其材料组织致密、细小、均匀,可以通过优化成形工艺和热处理工艺而获得基本上没有冶金缺陷的状态。激光立体成形技术的主要应用对象是兼顾高性能和复杂结构的金属零件的制造和修复。实现高性能修复是激光立体成形技术最近的一个引人注目的研究进展,修复零件的力学性能可以仅在简单的退火热处理状态下即达到锻件力学性能标准,这使得过去认为不可修复的高性能重要金属零件具备了现实的修复技术途径,这必将是激光立体成形技术最有前景的应用方向之一。
- 黄卫东林鑫
- 关键词：激光立体成形金属零件
- 基于MeshTV界面重构算法的二元合金自由枝晶生长元胞自动机模型被引量：11
- 2012年
- 本文基于MeshTV界面重构算法,发展了二元合金凝固自由枝晶生长的元胞自动机(cellular automaton,CA)模型.通过采用MeshTV界面重构算法,在细化的界面元胞内重构出了固液界面的位置.在此基础上,发展了一种同时适合描述纯物质与合金凝固界面生长的动力学模型.与非界面重构的CA模型相比,本文所发展的模型可以在较大的网格尺寸下实现模型的收敛,同时网格各向异性不明显,且能够反映界面能各向异性参数ε对自由枝晶生长的影响.在ε=0.02时,通过与描述自由枝晶生长的LGK理论模型相比较,发现计算的枝晶尖端速度与LGK理论模型的预测符合较好,而计算的枝晶尖端半径比LGK理论预测值大于约20%.
- 魏雷林鑫王猛黄卫东
- 关键词：元胞自动机枝晶生长各向异性
- 激光高速熔凝Ni-33%Sn过共晶合金组织演化
- 2017年
- 分别采用连续激光及脉冲激光高速熔凝Ni-33%Sn过共晶合金。结果表明,经连续激光熔凝后熔池内组织由α-Ni+β-Ni3Sn规则层片共晶、未完全熔化的β-Ni3Sn颗粒,以及部分重熔的β-Ni3Sn枝晶组成,经脉冲激光熔凝后熔池内为完全的α-Ni+β-Ni3Sn规则层片共晶。两种方式熔凝后,熔池内组织较基材均明显细化,随着激光扫描速度的增大,共晶层片间距逐渐减小。当激光扫描速度达到1 000 mm/s时,仍未出现规则层片共晶向非规则反常共晶组织的转变,结合TMK模型分析,同时与相同生长速度下的深过冷实验对比,揭示快速生长并非产生反常共晶形成的充分条件。
- 汪志太林鑫林鑫曹永青
- 基板预变形对不锈钢激光立体成形件应力应变的影响被引量：2
- 2010年
- 采用316不锈钢粉末和304L基板,通过一系列预变形矩形试样的激光立体成形正交实验,并通过小孔释放法进行应力测试,分析了基板预变形处理对激光立体成形试样的残余应力和变形的影响。结果表明:预变形量对预变形条件下的激光立体成形试件的平整度影响最大,其次为激光功率,激光速率。基板预变形后的应力分布显著影响激光立体成形后试样最终的变形形状。激光成形件上部熔覆层的残余应力σx先增大后减小,σz先减小后增大。研究结果为优化预变形条件下的激光立体成形工艺提供了参考依据。
- 付兴领林鑫于君陈静黄卫东
- 关键词：激光立体成形预变形正交试验ANSYS
- 非平衡凝固反常共晶研究进展被引量：2
- 2016年
- 对共晶生长的凝固理论及非平衡凝固条件下产生的反常共晶的生长机制进行了评述。通过比较分析发现,现有的共晶生长理论模型不能够很好地解释反常共晶的形成,此外,发现不同的研究者对反常共晶的生长机制还有争议,关于两种反常共晶的划分标准未统一,对同一合金体系在深过冷快速凝固下产生反常共晶的临界过冷度有差异。综合现有研究结果,进一步研究反常共晶的生长机制对共晶凝固理论科学的发展将具有重要意义。
- 曹永青林鑫汪志太魏雷宋梦华黄卫东
- 关键词：非平衡凝固
- 工艺参数和热处理对纯钛表面激光熔覆原位合成羟基磷灰石涂层中物相组成的影响被引量：6
- 2011年
- 使用CaCO3和CaHPO4混合粉末,在纯钛表面通过激光熔覆原位合成的方法制备羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)涂层,研究了激光功率,扫描速度和热处理对涂层物相的影响,以期提高涂层中HA的含量。结果表明,低功率下,涂层的主要组成物相为磷酸四钙(Ca4(PO4)2O,TTCP),同时有少量的HA,α-磷酸钙(α-Ca3(PO4)2,α-TCP),CaO和CaTiO3;随功率的增加,涂层中的TTCP,HA和CaO逐渐减少,只剩下α-TCP和CaTiO3。与功率相比,扫描速度对涂层物相的影响较小。当激光功率为400W时,不同扫描速度下涂层的物相没有发生明显的变化,主要物相均为TTCP。将涂层在800℃下保温5h,然后随炉冷却,可以使涂层中的TTCP和α-TCP全部转变为HA,进而得到含HA较多的涂层。
- 吕晓卫林鑫曹永青胡江高勃黄卫东
- 关键词：激光熔覆羟基磷灰石
- 非晶基材表面激光立体成形Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5块体非晶合金
- 2014年
- 采用同步送粉方式激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金,研究了不同脉宽下(2.5,5,10ms)激光立体成形块体非晶合金的晶化特征。实验结果表明,3个试样熔覆层大部分为非晶态,非晶基材上出现宽厚的晶化带,而且熔池底部热影响区比熔池侧面热影响区晶化严重。由于粉末的氧含量比基材中的高,5ms和10ms试样基材顶部晶粒团簇成片,基材底部晶粒呈离散分布,2.5ms试样整个基材的晶粒为离散分布。单点能量密度一定时,过长的脉宽可使热影响区的升降温速率减小,晶化较严重。反之,脉宽越短,即使粉末氧含量较高,晶化无明显恶化。
- 张媛媛林鑫刘丰刚杨高林
- 关键词：材料加工工程非晶合金激光脉宽
- 激光成形制备生物医用材料研究现状与发展趋势被引量：27
- 2011年
- 激光成形技术能够实现生物医用材料、人造肢体及医用植入体的个性化设计和生产,并且具有很少的工序环节和很短的加工周期,因此在生物医用材料的制备领域具有重大应用价值。目前适合于生物医用材料制备的激光成形技术主要有立体光刻(SL),分层实体制造(LOM),选择性激光烧结/熔化(SLS/SLM)和激光立体成形(LSF)技术。基于各种激光成形制备技术的原理和特点,综述了激光成形制备生物医用材料的研究进展和应用现状,认为中国在激光成形的各个单项技术领域同发达国家的差别并不大,但综合集成和产业化的差距却非常大。因此,形成包含完整产业链的产学研创新联盟是激光成形技术在中国生物医用材料领域科技发展和产业振兴的重要途径。先进的装备技术是任何一种技术充分发展和应用的必要基础,也是我国生物医用材料产业落后于发达国家的关键环节之一。因此,迫切需要建立适用于医用植入体制造的专用激光立体成形制备系统,形成具有市场化前景、自主知识产权的产品工程化技术和工艺流程,并建立相应的技术标准体系,以显著提升我国生物医用材料及医用植入体的技术水平,促进我国医用植入及组织工程领域的整体发展。
- 黄卫东吕晓卫林鑫
- 关键词：激光成形生物医用材料激光立体成形选择性激光烧结
- 合金的玻璃形成能力对激光重熔Zr基非晶热影响区晶化的影响被引量：3
- 2010年
- 通过脉冲激光重熔Zr55All 0Ni5Cu30非晶合金和Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金,分析了具有不同玻璃形成能力的非晶合金热影响区晶化行为的差异。结果表明,玻璃形成能力稍差的Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金比玻璃形成能力强的Zr55All 0Ni5Cu30非晶合金热影响区晶化严重。激光重熔Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金4次后,热影响区仅有稀疏的球状晶粒析出;而激光重熔Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金1次时,热影响区布满球状晶粒,激光重熔4次后,晶化晶粒长大明显,且在球状晶粒的内部呈现树枝状放射生长形态。激光重熔热影响区非晶合金的晶化行为与该合金的玻璃形成能力密切相关。玻璃形成能力越高,越有利于保持热影响区的非晶状态。
- 刘伟伟林鑫杨高林杨海欧黄卫东李金富
- 关键词：非晶激光重熔热影响区晶化
- 液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn合金组织演变被引量：4
- 2015年
- 研究了在液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn亚共晶合金的组织演化过程.结果显示,熔池从上至下可以分为三个区域:表层为平行激光扫描方向的α-Ni转向枝晶区;中部为近乎垂直于熔池底部外延生长的α-Ni柱状晶区;底部为少量的残留α-Ni初生相和大量的枝晶间(α-Ni+Ni3Sn)共晶组织.激光熔凝区组织受原始基材组织的影响很大,熔池中的α-Ni枝晶生长方向受到了热流方向和枝晶择优取向的双重影响.与基材中存在的层片状、棒状和少量离异(α-Ni+Ni3Sn)共晶的混合组织相比,熔池内的共晶组织皆为细小的规则(α-Ni+Ni3Sn)层片状共晶,皆垂直于熔池底部外延生长,并且从熔池顶部至底部,共晶层片间距逐渐增大.分别应用描述快速枝晶生长的Kurz-Giovanola-Trivedi模型和描述快速共晶生长的Trivedi-Magnin-Kurz模型对熔池表层凝固界面前沿的过冷度进行估算,发现熔池表层α-Ni枝晶和(α-Ni+Ni3Sn)层片共晶的生长过冷度在50.4—112.5 K之间,远大于相应深过冷凝固(α-Ni+Ni3Sn)反常共晶生长的临界过冷度20 K,这说明文献报道的临界过冷度并不是反常共晶出现的充分条件.
- 曹永青林鑫汪志太王理林黄卫东
- 关键词：快速凝固过冷度
