激光立体成形Inconel718高温金相以及剪切变形热传导研究

摘要

随着激光立体成形技术的广泛应用，越来越多人研究激光立体成形的熔覆层的组织性能和力学性能，与此同时，高温合金随着社会的进步，人们越来也越注重高温材料的研究以及应用。其中 Inconel718镍基高温合金广泛应用于航空航天的一种高温合金材料。本文以激光立体成形的Inconel718镍基高温合金为研究对象。通过激光器，以一定的工艺参数，在锻态 Inconel718合金基板上进行了激光立体成形实验，得到了成型良好、无缺陷、稀释率低且与基体形成良好冶金结合的镍基涂层。
　　本文通过高温金相显微镜，通过原位观察的方法，在真空环境下通过升温加热观察激光立体成形Inconel718高温合金，基体、结合区以及熔覆层的高温显微组织、晶粒大小和高温相变过程。更加直观地、更形象实时原位观察了激光立体成形Inconel718高温合金高温组织变化。
　　通过ABAQUS有限元模拟软件，成功建立了一个Inconel718高温合金三维的静态搅拌摩擦（本文以下统一称为旋撵）热模型。通过对 Inconel718合金定义属性，分析步，以及施加一定的边界条件和载荷，同时定义对应的旋撵参数，模拟Inconel718合金在搅拌摩擦焊机器作用下的剪切变形的热传导过程。最终得到和真实旋撵趋势相同的温度时间曲线，同时通过模拟结果分析，反推 Inconel718合金在旋撵过程中的任一节点的温度时间曲线，以此来推断 Inconel718在旋撵过程中整个激光立体成形Inconel718高温合金所经历的热处理过程。
　　在上面的基础上，对比了旋撵对 Inconel718合金熔覆层的显微组织以及硬度的影响，验证了通过旋撵能够在一定程度上细化晶粒，减小残余应力，增强Inconel718合金熔覆层的抵抗弹塑性变形的能力。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 镍基合金以及Inconel718概述

1.2 激光立体成形技术

1.3 高温金相技术

1.4 激光立体成形Inconel718的剪切变形

1.5 基于ABAQUS软件的旋撵热传导分析

1.6 研究意义和内容

第2章 实验设备、材料及工艺参数

2.1 激光熔覆的实验设备、材料以及工艺参数

2.2 高温金相的实验设备、实验材料以及加热规

2.3 旋撵设备、材料和工艺参数

第3章 Inconel718高温金相观察

3.1 引言

3.2 Inconel718高温金相组织的热蚀现象

3.3 Inconel718高温金相熔覆层组织

3.4 Inconel718高温金相的过烧现象

3.5 Inconel718合金高温金相结合区

3.6 本章小结

第4章 基于激光立体成形Inconel718的有限元仿真

4.1 引言

4.2 有限元法

4.3 旋撵的有限元仿真过程

4.4 本章小结

第5章 旋撵对Inconel熔覆层组织以及硬度影响

5.1 引言

5.2 Inconel718熔覆层的显微组织分析对比

5.3 Inconel718熔覆层的硬度对比

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢