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激光熔化沉积纳米TiC颗粒增强钛基复材组织与性能研究任务书

 2020-04-27 11:04  

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

激光熔化沉积技术,以合金粉末或丝材为原材料,通过高功率激光原位冶金熔化/快速凝固逐层堆积,直接由零件 cad 模型一步完成全致密、高性能大型复杂金属结构件的直接近净成形制造。

与锻造 机械加工(或焊接)等传统制造技术相比,无需大型锻铸工业装备、无需大规格锻坯制备和大型锻造模具加工制造,激光原位冶金/快速凝固”高性能金属材料制备” 与”大型、复杂构件成形制造” 一体化、制造流程短,后续机械加工余量小、材料利用率高。

相比传统制造技术,该技术在难加工材料大型复杂结构件的制造方面是极具吸引力的,非常契合现阶段及未来航空航天装备制造需求。

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2. 参考文献

[1]何波, 兰姣姣, 杨光, 韦华. 激光原位合成TiB-TiC颗粒增强钛基复合材料的组织与其耐磨性能[J]. 稀有金属材料与工程, 2017, 46(12): 3805-3810. [2]兰姣姣. 激光熔覆颗粒增强钛基复合材料组织与性能研究[D]. 沈阳航空航天大学, 2017. [3] Popov V A, Shelekhov E V, Prosviryakov A S, et al. Particulate metal matrix composites development on the basis of in situ synthesis of TiC reinforcing nanoparticles during mechanical alloying[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2017, 707: 365-370. [4] Qi J Q, Sui Y W, Chang Y, et al. Microstructural characterization and mechanical properties of TiC/near-α TiComposite obtained at slow cooling rate[J]. Materials Characterization, 2016, 118: 263-269. [5]张永忠, 金具涛, 黄灿, 石力开. 钛合金表面激光熔化沉积钛基复合材料涂层的组织及性能[J]. 稀有金属材料与工程, 2010, 39(08): 1403-1406. [6]杨承宇. 激光诱导原位沉积(TiB_x TiC)/Ti-6Al-4V复合涂层的显微组织和耐磨性能研究[D]. 东北大学, 2015. [7] Hu Y B, Cong W L, Wang X L, et al. Laser deposition-additive manufacturing of TiB-TiComposites with novel three-dimensional quasi-continuous network microstructure: Effects on strengthening and toughening[J]. Composites Part B, 2018, 133: 91-100. [8]廖乃镘, 张先菊, 李伟, 范洪远, 黄文容. 激光熔覆原位合成TiC/Ti复合材料试验研究[J]. 热加工工艺, 2005(02): 24-26. [9]钦兰云, 王维, 杨光, 卞宏友. 激光沉积制备钛基梯度耐磨涂层组织和性能研究[J]. 功能材料, 2013, 44(S1): 94-97 101. [10]熊博文, 徐志锋, 严青松, 郑玉惠. 激光熔化沉积钛合金及其复合材料的研究进展[J]. 热加工工艺, 2010, 39(08): 92-96. [11] Jiao Y, Huang L J, Geng L, et al. Nano-scaled Ti5Si3 evolution and Strength Enhancement of titanium matrix composites with two-scale architecture via heat treatment[J]. Materials Science and Engineering: A, 2017, 701: 359-369. [12]梁亚静, 石力开, 初元璋, 张永忠, 席明哲, 蔡利芳. 激光熔覆沉积制备原位增强相钛基复合材料[J]. 有色金属, 2008(01): 25-28. [13] Rahoma H K S, Chen Y Y, Wang X P, et al. Influence of (TiC TiB) on the microstructure and tensile properties of Ti-B20 matrix alloy[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2015, 627: 415-422. [14]林英华, 雷永平, 符寒光, 林健. Ni添加对TiB_2/TiB钛基复合涂层组织与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2014, 50(12): 1520-1528. [15] Balla V K, Bhat A, Bose S, et al. Laser processed Ti N reinforced Ti6Al4V composite coatings[J]. Journal of the Mechanic al Behavior of Biomedical Materials, 2012, 6: 9-20. [16]王建东. 激光熔化沉积TiC/Ti6Al4V复合材料的组织性能调控[D]. 哈尔滨工业大学, 2018. [17] Hu Y B, Zhao B, Ning F D, et al. In-situ ultrafine threedimensional quasicontinuous network microstructural TiB reinforced titanium matrix composites fabrication using laser engineered net shaping[J]. Materials Letters, 2017, 195: 116-119. [18] Liu S, Shin Y C. The influences of melting degree of TiC reinforcements on microstructure and mechanical properties of laser direct deposited Ti6Al4V-TiC composites[J]. Materials Design, 2017,136:185-195.

3. 毕业设计(论文)进程安排

2018.12.22-2019.3.1 查阅文献,完成外文翻译,完成开题报告。

2019.3.2-2019.3.22 制定实验研究方案,了解熟悉实验相关设备并学习如何使用同时制备实验样品 2019.3.23~2019.4.26 确定激光熔化沉积工艺,完成纳米TiC颗粒增强钛基复材的激光熔化沉积实验;截取试样横截面制备金相,完成不同纳米TiC颗粒增强相含量其试样截面显微组织分析 2019.4.27~2019.5.5 撰写中期报告 参加中期检查答辩 2019.5.6~2019.5.19 截取试样横截面完成截面显微硬度、物相组成分析并解释其产生机理 2019.5.20~2019.6.13 整理数据,撰写论文,准备答辩, 参加毕业论文答辩

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