选区激光熔化MnSi2增强316L不锈钢复合材料的表面质量及耐蚀性能

为改善316L不锈钢在海洋环境下的耐腐蚀性能,通过MnSi₂增强316L不锈钢基体,采用选区激光熔化(SLM)制备MnSi₂/316L不锈钢复合材料。利用Image-Pro Plus软件、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及电化学工作站研究了激光功率对316L不锈钢金属基复合材料致密度及耐腐蚀性能的影响,通过Tafel极化曲线和阻抗谱表征其耐腐蚀性能的强弱,并通过点蚀形貌揭示了其腐蚀机理。结果表明:添加MnSi₂是提高316L不锈钢耐腐蚀性能的有效途径。随着激光功率的增大,耐腐蚀性能呈现先提高后降低的趋势,当激光功率达到190 W时,2%MnSi₂/316L不锈钢复合材料的致密度为99.80%,其腐蚀电位为－0.053 V (vs SCE)。同时,2%MnSi₂可以显著改善316L不锈钢的成形质量,提高其耐腐蚀性能,其腐蚀形式为氯离子诱导氯化物生成的点蚀,且点蚀产生位置主要集中在孔隙边界处。     

基于空间光调制器的艾里光束能量调制方法

艾里光束由于具有无衍射、自加速和自愈合等特性,具有重要的应用前景。本文基于空间光调制器可编程特性,提出了一种可调谐的艾里光束能量调制新方法。从理论上深入分析通过在相位图中引入一个可控的调制相位而实现了艾里光束能量调控的方法,并且量化了调制参数与能量调制范围的关系。仿真和实验结果表明通过改变调制相位可以灵活地调节光束能量分布,本文的研究有助于进一步推动艾里光束的应用。     

短长径比圆锥组合孔及心形孔的气膜冷却流动特性研究

为改善薄壁双层壁叶片的气膜冷却特性,基于圆锥孔构建了圆锥组合孔,并对心形孔结构进行优化,研究了2种气膜孔在不同吹风比下的冷却、流动特性以及气膜孔内涡旋结构对射流涡旋结构的影响.结果 表明:气膜孔入口处射流发展对出口射流的冷却、流动特性具有决定作用;气膜孔下游射流涡旋结构与吹风比有关,当吹风比为1.0时,心形孔和圆锥组合孔的气膜冷却效率均达到最高;心形孔下游中心区域为典型的反肾形涡旋结构,当吹风比为1.0时其气膜冷却效率相较于圆锥组合孔提高了约8％.     

辐照交联及老化对GO/UHMWPE复合材料生物摩擦学性能的影响

采用改良Hummer法制备了氧化石墨烯(GO),通过热压成型工艺制备了GO/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,在真空环境下采用γ射线对其进行辐照交联处理,并将部分样品置于80℃环境下加速老化处理21d。利用摩擦磨损实验机研究了复合材料在小牛血清润滑介质下的摩擦学性能;利用扫描电子显微镜(SEM)和三维表面轮廓仪观察试样表面磨痕并计算相应的磨损率。结果表明,在小牛血清润滑介质下,GO填充与辐照交联改性处理可以降低UHMWPE的摩擦因数和磨损率,协同提高其耐磨性,但对摩擦因数的影响并不显著。加速老化处理显著增加辐照UHMWPE及辐照GO/UHMWPE复合材料的摩擦因数和磨损率,降低了其摩擦磨损性能。GO填充降低了辐照UHMWPE在加速老化处理后摩擦因数和磨损率,增强了其摩擦学性能。     

激光重熔对Ti-6Al-4V选区激光熔化成形质量的影响

目的 针对选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形Ti-6Al-4V过程中易产生孔隙缺陷、成形质量差等问题,提出"初次扫描+低激光功率重熔"的成形方式,研究激光重熔对SLM成形质量的影响机制以及重熔功率对成形质量的影响规律,优化工艺参数.方法 基于ANSYS软件,模拟SLM加工过程及激光重熔过程的熔池、温度场分布,利用金相显微镜观测成形件截面缺陷形态、分布及金相显微组织,并利用显微硬度计及摩擦磨损试验机分别测试成形件的显微硬度及摩擦磨损性能.结果 随着激光重熔功率的增大,重熔熔池尺寸增大,温度梯度过渡渐缓,初次扫描形成的缺陷经重熔后得以填补,试件孔隙逐渐减小.当激光重熔功率为120 W时,成形件的致密度达到99.89％;当激光重熔功率为100 W时,成形件的硬度达到444.0HV0.3,相较于未重熔件提高了21.0％,平均摩擦系数为0.396,相较于未重熔件降低了13.73％.结论 激光重熔可以有效提高SLM成形件的致密度、显微硬度及摩擦磨损性能.随着激光重熔功率的增大,成形件的熔池范围扩大,初次成形的孔隙尺寸明显减小,成形件中的β相晶界扩展,针状马氏体尺寸增大,显微硬度得以提升.当激光重熔功率为140 W时,熔池剧烈波动,凝固过程中较大的固态收缩使成形质量出现下降趋势.