贺晨
- 作品数：11 被引量：13H指数：2
- 供职机构：中国科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国防科技重点实验室基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术理学更多>>
- 激光熔化沉积TC4钛合金电涡流检测仿真及亚表面缺陷检测
- 2024年
- 激光熔化沉积零件制造及使用过程中容易产生缺陷,电涡流检测是一种非接触检测方法,针对表面及亚表面缺陷具有很高的检测灵敏度,易于实现自动化检测,在增材制造领域极具应用前景。通过有限元仿真技术建立无缺陷TC4钛合金增材样件电涡流检测模型,模拟电涡流检测过程中电场强度的分布规律,研究激励频率、提离量对电涡流检测信号的影响。研究发现,针对样件内不同深度的位置激励频率存在最佳区间,而提离量则应尽可能采用较小值。采用激光熔化沉积技术制备了含有亚表面缺陷的TC4钛合金试验样件,用于电涡流检测试验测试,将电涡流检测设备与机器人集成,采用机器人做执行机构来保证提离量及运动的平稳性,最终获得的试验结果与仿真结果具有较好的一致性。
- 赵宇辉赵吉宾赵吉宾何振丰王志国王志国
- 关键词：激光熔化沉积电涡流检测有限元仿真TC4钛合金
- 激光熔化沉积制备2A50锻造铝合金组织性能
- 2022年
- 工艺参数的协同调控决定了沉积工件的组织与性能,在锻造铝合金零件激光增材修复工程应用方面具有重要研究价值。 采用 OM、SEM、XRD 等试验方法,研究能量密度对激光沉积成形 2A50 铝合金构件组织与性能的影响规律。结果表明:当能量密度低于 200 J / mm^(2)时,成形效果较差且产生粉末球化、未熔合等凝固缺陷;随着能量密度的提高,沉积试样底部和顶部一次枝晶间距均明显缩短、平均硬度由 85.7 HV 提高至 92.1 HV;过高的能量密度输入会导致熔池内部分低熔点合金元素蒸发形成气孔缺陷、同时削弱了合金元素的固溶强化效果。在优化的能量密度(333 J / mm^(2) )条件下,激光沉积成形 2A50 锻造铝合金构件获得了较优的综合力学性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为 85 MPa、207 MPa 和 14%。为航空重大装备关键零部件的激光增材修复探索出一条行之有效的技术途径。
- 赵宇辉孙力博赵吉宾赵吉宾王志国王志国
- 关键词：2A50铝合金激光熔化沉积能量密度力学性能
- WC颗粒含量对TC4激光沉积耐磨特性的影响机制研究被引量：1
- 2023年
- 针对TC4钛合金耐磨性能差的缺点,采用激光熔化沉积技术(LMD)进行同步送粉法熔覆复合粉末(3~5μm WC与53~150μm TC4)制备出2 mm厚的耐磨强化熔覆涂层。使用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察并分析熔覆层的显微组织及其组成成分,在室温干摩擦往复滑动条件下测试熔覆层的磨损性能并分析其磨损机理。结果表明:熔覆涂层与基体结合性良好,无明显裂纹、气孔等缺陷。随着WC颗粒质量分数增加,(Ti,W)C1-x逐渐增加并分布在α/β相界和晶界处,熔覆层平均硬度比基体提高约34%,硬度最高可达基体的1.49倍。熔覆层磨损体积和磨损系数变化规律一致,呈现为先降低后升高再降低。磨损表现形式为磨料磨损,磨损系数均与基材相近。磨损率随WC颗粒质量分数增加而降低,WC含量10%时熔覆层耐磨性能最好,较基材提升25%。
- 李鑫刘红军赵宇辉赵吉宾赵吉宾王志国贺晨
- 关键词：激光熔化沉积钛合金耐磨性能
- 基于有限元模型的增减材一体化复合制造技术热力耦合研究被引量：2
- 2022年
- 采用高斯移动热源、重启动分析、预定义场以及J-C本构模型等方法,探究了增减材复合制造过程中温度场与应力场的耦合作用,实现了增减材复合制造过程有限元模型的构建并通过实验验证了模型的准确性。研究结果表明,采用高斯线热源方法在降低计算量的同时,还可以保证模型的准确性,而重启动分析与预定义场实现了增减材制造过程工艺的良好衔接;随着温度的降低,应力形式由热应力转变为加工应力,工件表面由残余拉应力转变为残余压应力,表明在增材制造过程中激光加热产生的高温对工件表面应力影响较大;在增材工艺与减材工艺之间的冷却时间延长后,工件表面的残余应力由正值转化为负值,这说明减材工艺的介入时机对工件表面的应力状态有较大影响,选择合适的减材加工温度,有利于降低残余应力对工件的影响。
- 赵宇辉高孟秋赵吉宾赵吉宾王志国王志国
- 关键词：有限元仿真热力耦合残余应力
- 高强度Al-Mg-Sc-Zr合金的激光熔化沉积工艺研究被引量：5
- 2023年
- 基于激光熔化沉积技术制备了高强度Al-Mg-Sc-Zr合金试样,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度和室温拉伸等试验方法,研究了能量密度和送粉速率对沉积试样的致密度、微观组织演变和力学性能的影响规律。结果表明:在送粉速率一定的条件下,随着能量密度的提高,沉积试样的致密化行为逐渐增强,致密度呈现逐渐升高的趋势。随着送粉速率的提高,趋势愈发显著。在送粉速率为5.5 g/min、能量密度为50~150 J/mm^(2)的条件下,试样致密度从97.88%提高至99.47%。在优化的工艺条件下,即能量密度为100 J/mm^(2)、送粉速率为2.5 g/min时,获得了最优综合力学性能的沉积态试样,其致密度、屈服强度、抗拉强度、延伸率以及显微硬度分别为99.51%、268 MPa、450 MPa、18.4%和120.18 HV0.2。
- 邹健刘红军赵宇辉赵吉宾赵吉宾王志国
- 关键词：激光技术激光熔化沉积工艺参数
- 电磁振荡铸轧AA6022铝合金薄板热处理工艺研究被引量：2
- 2022年
- 基于亚快速凝固原理的电磁振荡铸轧技术成功制备出汽车用AA6022铝合金薄板,为了提高终端产品的综合力学性能,对冷轧后的薄板进行了热处理工艺研究。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM、EBSD)、宏观硬度以及拉伸实验等检测方法,研究了不同热处理工艺对亚快速凝固板材微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:Al-Ti-B晶粒细化剂与电磁场的复合应用可以显著提高细小等轴状晶粒比例;固溶+预时效处理可以显著抑制自然时效硬化效应、增强合金板材的抗自然时效稳定性、提高合金板材的冲压成形性能和烤漆硬化增量;在优化的热处理工艺条件下(560℃×5 min+150℃×5 min+室温停放30 d+175℃×30 min),板材的屈服强度、抗拉强度、延伸率、宏观硬度以及塑性应变比,分别由1#试样的259 MPa、296 MPa、10.7%、466.5 MPa、0.66提高至4#试样的296 MPa、322 MPa、16.1%、599.8 MPa、0.75。
- 贺晨贺晨赵宇辉王志国赵吉宾
- 关键词：电磁铸轧力学性能
- 增减材复合制造WC颗粒增强316L不锈钢材料组织性能被引量：1
- 2022年
- 基于自主研发的增减材复合工艺技术与装备,探索了激光功率和WC颗粒质量分数对316L不锈钢复合材料致密度、组织演变和表面耐磨性能的影响规律.结果表明:随着WC质量分数的增加,试样致密度呈现先升高后降低的趋势,而硬度和耐磨性能均逐渐提高,过多的WC颗粒会使工件内部产生热裂纹,同时降低了工件的表面质量;当激光功率由270 W提高到330 W时粉末充分熔化,凝固后未熔合缺陷明显减少.当WC颗粒质量分数为5%、激光功率为330 W时,增材件的致密度最高达到99.6%;相比未添加WC颗粒的工件,力学性能、耐磨性能和表面质量等指标均有明显提高.
- 赵宇辉高孟秋赵吉宾赵吉宾
- 关键词：致密度力学性能
- 激光选区熔化AlSi10Mg铝合金激光熔化沉积连接区密集气孔缺陷特性以及缺陷消除方法
- 2023年
- 采用激光熔化沉积(LMD)工艺对激光选区熔化(SLM)成型的AlSi10Mg合金进行连接,对连接区进行X射线检测,检测结果显示连接区存在密集气孔。分析气孔形态、分布位置及其对试样力学性能的影响,并探寻消除该缺陷的方法。结果表明:密集气孔主要分布在基材与连接区交界的熔合线处,孔径为0~20μm,气孔在X射线底片上形成了水印现象;密集气孔在熔合线处的聚集导致该位置处的硬度远低于连接区和基材,从而影响了该处的力学性能;预热能够有效减轻该缺陷,使密集气孔均匀分散到整个连接区中,消除水印现象;预热试样的力学性能相比未预热试样显著提高,熔合线处的显微硬度为90.8 HV,抗拉强度为287 MPa(达到了基材的76.5%),较未预热试样分别提高了45%和19%;预热前后拉伸试样均为脆性断裂,预热提高了试样的延展性,延伸率达到5.0%。
- 付继康刘红军赵吉宾赵宇辉贺晨王志国
- 关键词：激光技术激光熔化沉积连接技术
- 激光熔化沉积法制备2A50铝合金热处理工艺
- 2022年
- 基于激光熔化沉积技术进行了高强度锻造型2A50铝合金增材制造实验,为了提高增材构件的综合力学性能,开展了增材制造高强度铝合金的热处理工艺研究。结合X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪以及拉伸试验等检测手段,研究了不同热处理工艺参数对增材试样微观组织及力学性能的影响规律。结果表明:沉积态试样具有明显的柱状树枝晶结构,热处理后粗大柱状树枝晶发生断裂,晶粒开始球化并在晶界处形成均匀分布的块状第二相;在优化的热处理工艺条件下(540℃/1 h+150℃/16 h),结合溶质元素的固溶强化与第二相的析出强化作用,增材试样的屈服强度、抗拉强度、显微维氏硬度的平均值分别由沉积态的85、207、889.55 MPa提高至热处理后的245、321、1344.56 MPa。
- 赵宇辉孙力博赵吉宾赵吉宾王志国王志国
- 关键词：2A50铝合金激光熔化沉积力学性能
- 增材/等材复合制备Sc/Zr改性Al-Mg合金工艺研究被引量：1
- 2023年
- 为了实现高性能、低孔隙率Al-Mg-Sc-Zr合金在航空航天主承力结构领域的广泛应用,采用激光熔化沉积-热轧复合工艺制备了Al-Mg-Sc-Zr合金试样。基于金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度和室温拉伸实验等检测方法,探究了复合工艺与微观组织和力学性能之间的关系,确定了最优工艺参数;研究了热轧压下量对沉积态试样微观组织演变、微孔缺陷闭合行为及力学性能的影响规律。结果表明:微孔缺陷随压下量的增加而逐渐减少,当压下量达到50%时,微孔缺陷完全闭合,试样的强度和硬度显著提高,熔合线区域合金元素的分布变得均匀。在优化的工艺参数条件下,复合工艺制备试样的抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度分别为412 MPa、243 MPa、22.8%和118.76 HV,较未轧制试样分别提高了22.6%、12.5%、54.1%和15.3%。
- 赵宇辉贺晨赵吉宾贺晨赵吉宾何振丰
- 关键词：AL-MG-SC-ZR合金激光熔化沉积热轧工艺
