热处理对激光选区熔化成型高速钢组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

基于激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术,采用加热打印基板和低功率慢扫描的打印策略,制备了近全致密、低缺陷的高速钢样品;对比分析了固溶淬火及1~4次高温回火等热处理工艺对高速钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:SLM极高的熔融/冷却速率产生了细晶奥氏体组织,解决了高速钢中常见的粗大莱氏体组织和网状碳化物问题。固溶淬火处理后高速钢组织由马氏体和残余奥氏体组成。随后在数次高温回火过程中,高速钢逐渐向回火马氏体转变,并析出大量微米级和纳米级MC型碳化物。在马氏体相变强化和MC型碳化物沉淀强化作用下,固溶淬火+3次回火的Tempered-Ⅲ样品硬度60HRC,抗弯强度3621 MPa,弯曲断裂应变为10.1%,获得硬度、强度和韧性匹配较佳的综合性能。继续增加回火次数则导致部分碳化物长大,使得高速钢弯曲断裂应变有所降低。通过SLM技术结合固溶淬火+高温回火,能够充分发挥细晶强化、相变强化和沉淀强化效果,为高强高韧复杂形状高速钢零件的快速制备提供了新途径。     

金属基复合材料3D冷打印技术

3D冷打印技术是一种在室温或低温(<100℃)条件下打印金属零件的新型3D打印技术。3D冷打印技术突破了传统制造工艺在外形上的限制和普通金属3D打印技术在原材料选择上的局限,可高效率、一体化地生产形状十分复杂的金属零部件。3D冷打印技术以低黏度的金属料浆为打印原料,通过打印机喷头将金属料浆喷射到打印平台上,同时以不同的加热方式引发金属料浆中有机体的聚合反应形成三维网状结构,将金属粉体固定,使金属料浆迅速固化,实现金属零件的逐层打印。文章重点介绍利用该核心技术——3D冷打印技术制造GT35钢结硬质合金封闭式叶轮和YG8硬质合金角度铣刀的过程,并提出通过3D冷打印技术一体化成型结构混杂复合材料的设计理念——借鉴多喷头彩色打印的原理,以多个喷头交替喷射不同成分和含量的金属料浆,即可同步打印结构混杂复合材料,使得交替贴合、单面贴层、双面贴层以及表面嵌条等结构混杂类型中一种或多种组合构成的复合材料能够一体化成型。     

镁对氢化钛烧结致密化的影响

以氢化钛粉末和镁粉为原料,利用模压工艺制备纯钛,主要研究了镁对氢化钛粉末烧结致密化的影响。结果表明,少量镁的添加能够促进氢化钛粉末的烧结致密化,而过量镁则降低烧结密度,镁添加量为0.5%(质量分数,下同)时效果最优,将烧结体相对密度由96.5%提高到98.7%。通过对烧结过程动力学、镁还原氧化钛反应的热力学和动力学,以及烧结体成分进行分析,发现少量镁促进氢化钛烧结致密化的机理为:真空烧结时镁从坯体中挥发,形成的镁蒸气对粉末颗粒表面的氧起到净化作用,提高了烧结活性,从而提高烧结密度。     

液晶类型的织构法确定及向错的观察与确定

以国家级精品课程"材料科学基础"中的液晶知识为起点,通过对液晶专著的查阅和自学,并使用偏光显微镜对自制的不同类型液晶样品中织构及向错进行观察和分析,确定了不同类型的液晶,对液晶、金属、聚合物中的织构及位错进行了对比与总结。这项探索不仅培养了大学生动手能力和独立分析解决问题的能力,还培养了学生的主动性和综合能力。