有机物包覆合金粉末及其激光成形件组织与性能研究

摘要

本文主要研究目的是解决铁基自熔性合金粉末在大气环境下激光制造过程中的氧化烧损。采用不同的粉末配制工艺，制备激光快速成形技术成形试样，并对其形貌、硬度、抗拉强度、疲劳性能、物相成分、微观组织及耐腐蚀性能进行研究：
　　（1）观察发现添加有机物的熔覆层的表面较为平整，具有金属光泽，熔覆层截面几乎没有缺陷；而未添加有机物的熔覆层的表面覆盖了氧化物，熔覆层的缺陷率高达约4％。
　　（2）包覆在合金粉末颗粒表面的有机物能生成还原性气氛，消耗氧气，保护了熔池，减少了合金元素的烧损。
　　（3）马氏体铁基合金不锈钢粉末中添加了有机物后，合金元素损失减少，合金元素效用增强，不仅使得弥散强化相增加，而且造成合金元素偏析，故试样的表面洛氏硬度提高5.3%左右，但硬度值和标准差偏大，耐磨性能相应提高；同理，奥氏体铁基合金粉末不锈钢粉末中添加了有机物后，试样的维氏显微硬度提高约21%，硬度值极差和标准差也偏大。
　　（4）添加有机物的激光快速成形试样的合金元素损失量小，各种合金元素的形成使弥散强化和固溶强化效应增强，添加有机物还能起到细化晶粒的作用，优化了试样的微观组织，增强了试样的塑形和韧性；有机物亦会减少激光快速成形试样的缺陷，使得微观裂纹产生的几率降低；马氏体铁基合金不锈钢粉末中添加了有机物后，试样的平均抗拉强度和疲劳强度都提升了约16%，试样生成的马氏体衍射峰增强，耐腐蚀性能增加；奥氏体铁基合金不锈钢粉末中添加了有机物后，试样的平均抗拉强和疲劳强度分别提升了约15.6%和38%，试样生成的奥氏体衍射峰增强，耐腐蚀性能增加。

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第1章 绪 论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内研究现状

1.3 激光快速成形技术状况

1.4 研究内容及研究目标

第2章 实验前期准备

2.1 实验设备与耗材

2.2 实验技术路线

2.3 本章小结

第3章 激光快速成形试样的制备

3.1 双层有机物包覆铁基合金粉末的工艺流程

3.2 有机物包覆合金粉末工艺原理

3.3 粉末流动性研究

3.4 激光快速成形试样制备过程

3.5 激光快速成形试样形貌分析

3.6 本章小结

第4章 试样的性能检测与组织分析

4.1 硬度与摩擦磨损性能检测分析

4.2 抗拉强度检测与断口分析

4.3 X射线衍射检测分析

4.4 疲劳性能检测与分析

4.5 微观结构分析

4.6 试样耐腐蚀性检测与分析

4.7 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要研究结论

5.2 研究工作展望

参考文献

作者攻读硕士期间的科研成果

攻读硕士期间主要参与的科研项目

致谢