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  ————  封面文章导读  ————

激光增材制造铝合金构件 |“材料-工艺-性能”一体化研究   

铝合金因具有轻量化、高比强度和优异耐蚀性等优点,作为主要结构材料已广泛应用于航空航天飞行器,素有“百年航空,百年铝合金”的美誉。为满足航空航天领域高性能飞行器日益增强的发展需求,铝合金材料正朝着高强、高韧、优异疲劳性能及热稳定性等方向发展。

激光增材制造技术(LAM)是近年来先进制造技术的代表之一,具有成形周期短、材料利用率高、可一体化成形复杂构件等优点,广泛应用于航空航天、能源动力等领域。激光粉末床熔融(LPBF)技术是基于粉床逐层铺粉、激光逐层熔/凝的增材制造技术,可实现金属构件高精度快速成形,为高性能复杂金属构件的短周期、净成形制造提供了新的技术途径。

激光增材制造铝合金的复杂非平衡快速熔/凝过程会显著影响材料的组织和力学性能,进而影响飞行器的发展。因此,探究激光增材制造铝合金构件的室温及高温力学性能对提升其在航空航天等领域的服役安全性和稳定性至关重要。

围绕如何提升激光增材制造AlSi10Mg成形件的室温/高温力学性能,南京航空航天大学与成都飞机工业(集团)有限责任公司合作,通过激光粉末床熔融技术制备AlSi10Mg构件,研究了基于成形方向调控的铝合金组织演变对室温/高温静力学性能影响,探究了激光增材制造AlSi10Mg构件的疲劳等动力学性能,实现了铝合金构件的材料—组织—性能一体化激光高性能制造...详细

本期栏目(2022.08)

激光制造;    简讯   


↑【封面解读】:封面呈现了激光粉末床熔融一体化成形铝合金复杂构件及铝合金标准疲劳试样的过程。激光粉末床熔融铝合金构件的基本原理是:高能激光作用于铝合金粉末薄层,基于粉床逐层精细铺粉、激光逐层固化堆积的方式,成形铝合金高致密度复杂构件。激光粉末床熔融技术为高性能复杂铝合金构件的短周期、净成形制造提供了新的技术途径。

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 基本信息

 创刊:1974年·半月刊

 名称:中国激光

 英文:Chinese Journal of Lasers

 电话:021-69917051

 邮箱:cjl@siom.ac.cn

————  2022年第8期优秀论文  ————

激光粉末床熔融增材制造铝合金的室温和高温力学性能研究(封面文章)

【作者】 齐世文, 荣鹏, 黄丹, 陈勇, 王锐, 戴冬华, 顾冬冬

【单位】 成都飞机工业(集团)有限责任公司,南京航空航天大学材料科学与技术学院

【摘要】 本文研究了成形方式对激光粉末床熔融(LPBF)AlSi10Mg构件室温压缩性能、高温拉伸性能、高周疲劳性能和室温裂纹扩展速率等力学性能的影响规律。结果表明:水平方式成形试样(拉伸、压缩、疲劳等载荷平行于试样铺粉方向)具有更优的压缩性能,表现出更优异的抗压强度及屈服强度(分别为201.0 MPa与251.3 MPa)...

 全文 | 引用本文 | 本期目录2022年第49卷第8期, p.0802001 

纯钨电子束选区熔化过程的温度场有限元模拟

【作者】 江静, 安宁, 杨广宇, 王建, 汤慧萍, 李梅娥

【单位】 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

【摘要】 针对金属材料的电子束选区熔化过程,建立了瞬态温度场及熔池演化的有限元模拟方法。采用双椭球热源模型模拟移动电子束,给出了基于传热机理考虑材料物性参数随材料状态及温度变化的粉末热物性参数估算实现方法,并对有限元模拟方法进行了解析解验证。在此基础上对纯钨的电子束选区熔化过程进行了模拟...

 全文 | 引用本文 | 本期目录2022年第49卷第8期, p.0802006 

中锰汽车钢激光焊接焊缝组织与韧性

【作者】 王艳杰, 赵琳, 彭云, 曹洋

【单位】 钢铁研究总院焊接研究所

【摘要】 先进第三代中锰汽车钢具有强塑积高、成本低廉等优点,应用前景广阔,但其焊缝区的淬硬性大,影响后续加工和使用。采用光纤激光器对6 mm厚中锰汽车钢进行焊接,研究了焊接热输入对焊缝成形、组织、冲击韧性和断裂行为的影响。结果表明,当热输入为150~500 J/mm时,激光焊接属于深熔焊,焊缝成形较好;焊缝区的硬度随着热输入的增大呈减小趋势...

 全文 | 引用本文 | 本期目录2022年第49卷第8期, p.0802021 

镍含量对激光熔覆镍钛合金涂层组织与性能的影响

【作者】 丰玉强, 杜泽旭, 胡正飞

【单位】 同济大学材料科学与工程学院上海市金属功能材料开发应用重点实验室

【摘要】 镍钛合金55NiTi粉末与纯Ni粉末混合,通过激光熔覆的方法,在316L不锈钢基体上制备了熔覆涂层,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪对涂层组织结构进行了分析,并对比了混合粉末制备的涂层与55NiTi合金粉末涂层的耐磨及耐腐蚀性能。结果表明,Ni的添加使55NiTi涂层的组织更加致密,晶粒尺寸更小,表面硬度可达830 HV...

 全文 | 引用本文 | 本期目录2022年第49卷第8期, p.0802022