大型航空航天铝合金承力构件增材制造技术

金属增材制造技术凭借其个性化定制能力和高质量成形潜力,迅速发展成为影响航空航天设计与制造能力的一项关键先进技术.在简要总结金属增材制造技术分类和原理的基础上,阐述了高强铝合金在激光增材、电弧增材、电子束增材、固相增材工艺下的形性调控与成形机理研究进展,综合归纳了铝合金增材制造技术在航空航天领域的具体应用,展望了大型铝合金承力构件在形性调控、结构设计、材料体系、工艺数据库、智能化增减材技术等方向的研究.     

搅拌摩擦增材制造技术研究现状与发展趋势

现有的高能束增材制造技术在成形大型高性能金属构件时存在适用材料范围有限、能源利用率低以及成形件各向异性等工艺特点,搅拌摩擦增材制造是近年来发展起来的一项新型固相增材制造技术,其无液态金属熔凝过程的成形特征为铝合金、镁合金等易氧化轻质合金的高性能快速制备提供了新的增材制造途径。文中首先指出现有高性能金属构件增材制造技术应用的局限性,重点介绍搅拌摩擦增材制造技术的工艺原理、性能优势及应用现状。综述了国内外所开展的主要搅拌摩擦增材制造技术现状,包括同轴送料式、预置料式等类别,进而展示了搅拌摩擦增材制造技术在轻质大型结构件增材制造及特征结构添加,梯度材料与涂层制备,缺陷损伤修复及新型复合材料制备等方面的应用潜力。最后,对搅拌摩擦增材制造技术的发展趋势进行了展望。通过文中综述,以期推动该技术在国内航空航天等领域大型轻质材料构件的制备方面实现应用。 创新点： (1)为解决现有激光/电子束等高能束增材制造技术在轻质材料构件应用方面的局限性,文中对搅拌摩擦增材制造这一新型固相增材制造技术开展调研分析,其无液态金属熔凝的成形特性使得制件不会形成与快速凝固相关的缺陷,如孔隙率、热烈纹、元素偏析、稀释、微细分散氧化物聚集以及高残余应力,具有更高成形效率、更大成形尺寸、更优的力学性能。 (2)文中通过对搅拌摩擦增材制造技术的工艺特性与应用现状分析,总结出了该技术在轻质大型结构件增材制造、特征结构添加、梯度材料与涂层制备、缺陷损伤修复及新型复合材料制备等方面具备较大的应用潜力。     

飞机襟翼滑轨用钛合金表面激光熔注WC/TC4复合涂层微观组织分析

针对提高飞机襟翼滑轨表面耐磨性能的问题,采用激光熔注(Laser melt injection,LMI)技术在TC4表面制备WC颗粒增强的金属基复合材料(Metal matrix composite,MMC)层。通过光学显微镜,SEM,XRD,EDS等设备研究了MMC层微观组织和相组成以及扫描速度对熔注层形貌的影响,结果表明,扫描速度对MMC层有重要影响,随着扫描速度的增加,热输入减小,熔池内对流减弱,WC颗粒团聚现象增加。MMC层主要由WC,TiC,Ti,W_2C和W相组成,其中TiC分布主要分为两种:以反应产物的形式存在于Ti基体中;以反应层的形式存在于WC颗粒周围。反应层存在方式对WC颗粒有钉扎作用,因此耐磨性能的提升更大。除此之外,研究发现MMC层不同区域微观组织和硬度值存在明显差异:熔注层下部,TiC枝晶数量较少且尺寸较小;熔注层中上部,TiC枝晶数量较多且尺寸较大;硬度值主要与WC颗粒的分布有关,MMC层的硬度从上部到热影响区成先上升再下降的趋势。