高速钢-45号钢的焊接(高速钢CW6Mo5Cr4V2高速钢 返回列表页)
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高速钢-45号钢的焊接
将45号钢进行封闭加压，按照表3选择焊接参数。
在摩擦加热过程中，随着摩擦加热时间的延长，接头温度升高，高速摩擦塑性变形层由高速钢和45号钢的交界处向高速钢内部移动，形成了高速钢与高速钢的摩擦过程。
因此，为了使接头产生足够的塑性变形和足够大的加热功率，必须提高摩擦压力和顶锻压力。
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镍高温合金和钛合金（2）
在过去几年中，与传统技术相比，LAM在组件制造方面具有许多优势。
它之所以成为人们关注的焦点，主要是因为在能源、设计、材料和几何形状方面增强了控制和灵活性。
然而，LAM流程中仍然存在许多具有挑战性的问题。
在LMAM技术制造的零件制造过程中会出现各种物理现象：汽化，流体流动，马兰戈尼流动，传导，辐射，相变，球形，卷曲，传热，传质，固结等。
在这些现象中，那些影响尺寸精度或在残余应力中起作用的现象被认为是最具挑战性的现象。
基于此，传热固结、残余应力、分层、滚珠、孔隙率和阶梯效应是LMAM中需要特别注意的最关键现象，以实现更高的产品质量。
如Xia等人使用随机填充粉末床的瞬态中尺度模型研究了孔隙度的演化和机制。
结果表明，在高扫描速度下，熔池寿命短，熔池速度和深度明显降低。
随着扫描速度的增加，孔隙率从冶金孔隙率转变为开放孔隙率，如上图所示。
凝固机制对加工材料的微观结构和织构产生重要影响。
激光沿着一条路径熔化材料，形成一个熔池，当激光交换到另一个点时，熔池迅速冻结。
熔池的冷却速度取决于扫描速度、激光功率、基板初始温度、扫描间隔等因素。
由于激光功率的增强，随后扫描速度的降低，导致更高的线性热输入，从而导致熔池体积的增加。
这种效应通过材料的固结达到较低的冷却水平，由于焊缝熔核的长期存在，可导致前一层或基体熔化。
这可以通过减少作为散热器的基板中的热量来抑制，以在某些系统中实现更快的冷却。
此外，在该过程中，沉积材料的晶粒以结晶“易生长”取向生长，这源于衬底层中晶粒的取向。
在制造零件的外延晶粒生长过程中，基板充当晶粒生长的种子，这样柱状晶粒可以沿着热流的反向路径通过层生长。
该参数可以将产品的微观结构从粗微观结构改变为细微观结构，其中快速冷却速度促进等轴微观结构。
改变工艺参数会显著影响冷却速度，当形成更精细的结构时，通常可以提供更有利的微观结构和性能。
五种增材制造钛合金板材：TC4（a）、TC11（b）和TB6（c）的激光重熔样品的晶粒形貌。
在某实验中，随着钛合金Q值的增加，局域LAM熔池中EG的形核和生长趋势逐渐增加。
相比之下，随着Q的增加，CG的外延生长受到抑制。
然而，激光重熔单轨样品的情况完全不同，如上图所示。
五种增材制造钛合金的所有激光重熔样品均由完整的柱状晶粒组成。
这意味着在激光重熔的凝固条件下，等轴晶不能完全形核。
然而，激光重熔TB6样品（图c）中的枝晶结构比激光重熔TC4样品（图a）中的枝晶结构更清晰。
这些结果表明，除了钛合金的Q值外，同轴输送到熔池中的粉末对局部熔池的凝固晶粒结构也有重要影响。
由于LAM工艺的高冷却速率和热历史的循环性质，残余应力通常是制造零件中的一个问题。
因此，为了在产品中实现更高的质量和密度，必须控制残余应力的水平。
由于这些过程中存在热梯度，上层的较高温度会导致该层中的热膨胀，而该热膨胀会受到其下方先前固化层的抵抗。
如果诱导应力超过上层的屈服强度，则可能发生塑性变形。
如果该残余应力局部超过材料的极限拉伸应力，则可能导致产品变形，甚至裂纹萌生和分层，如图6所示，适用于M2高速和304L不锈钢。
图6宏观图像显示（a）LAMM2高速钢样品的分层和（b）在LAM沉积期间304L不锈钢样品中形成的微观和宏观裂纹。
基于熔化层的热收缩，后一种机制可能会导致开裂，而基材对这种收缩的阻力会导致熔化层中的拉伸应力和基材中的压缩。
控制热梯度是降低此类热应力和减少制造零件中裂纹数量的关键因素（见图6a，b）。
此外，预热基板会导致较低的热梯度和冷却速率，因为这也会减少晶格应变或变形。
再熔化层并不是减少制造过程中裂纹和分层的一种有希望的方法，因为新层有利于产品的晶体结构和变形。
因此，之前的热循环会在最后一层中重复新的残余应力。
LAM技术中最可能的困难之一是由于存在气体或未熔合而产生的残余孔隙度。
导致熔合气孔的主要原因是粉末/线材材料的熔化不足。
此类孔隙通常具有不规则形状，并且在该层平面上大多被拉长。
多孔性是由粉末/金属丝进料方案中截留的气体或加工材料过程中释放的气体引起的，尤其是当它们在制造过程中被截留在粉末或金属丝中时。
如图7a所示，这些孔隙通常呈球形，可出现在任何位置，适用于17-4PH不锈钢。
气体孔隙率通常比缺乏聚变引起的孔隙率具有更小的数量和尺寸。
任何偏离最佳工艺参数的情况都可能导致制造零件的孔隙率增加。
在最佳参数以下，扫描速度和激光功率越高，制备过程中气孔率越大，如图7b、c所示。
除了激光功率和扫描速度外，舱口间距是影响材料熔合的另一个关键因素，从而影响材料的孔隙率。
增加舱口间距会导致扫描轨迹之间的重叠不足，从而导致固结不足和零件的孔隙度增加。
激光功率被认为是影响试样气孔率的最重要因素。
在PBF技术中，由于气体的蒸发作用，在光束路径附近的粉末会被清除掉，导致材料不足而导致微小的间隙，并导致零件出现微观缺陷。
图7（a）LAM沉积件17-4PH不锈钢内部孔隙的球形和不规则形态。
在120W恒定激光功率下，（b）360和（c）1560mm/s两种不同激光横向速度下，多孔制造的Ti–6Al–4V钛合金材料具有不同形貌的孔隙率分布。
在LAM过程中，沿着光束轨道的熔融材料倾向于通过表面收缩降低其表面能，这种现象导致球化效应。
控制这种现象最有影响力的参数是氧含量、扫描间隔、激光功率和扫描速度。
这种现象是基于材料的加工条件和物理性能，特别是表面张力的冶金过程，它可能导致零件的孔隙率和表面不规则性增加，同时也由于表面粗糙度过大而导致PBF系统中的动力扩散系统和叶片运动的问题。
图8显示了在不同扫描速度下激光沉积单轨后316L不锈钢的这种效应。
图8不同激光横向速度下的单轨沉积表明316L不锈钢沉积过程中存在球化效应。
提高扫描速度或从最佳参数降低激光功率会导致较小的熔池，这意味着熔池和基板之间的界面较小。
这种情况会导致不合适的润湿性和熔体流动，从而导致成球效应。
除了优化工艺参数外，重新熔化扫描轨迹还有助于通过重新熔化球来控制这种现象，从而在界面中达到更合适的润湿性。
AM技术中的逐层堆积过程会导致阶梯式后果，对产品的表面光洁度产生负面影响，如图9所示。
这种现象主要出现在建筑方向的弯曲几何形状或表面上，与建筑趋势成一定角度。
加工过程中的层厚会显著影响这种现象，并直接影响表面光洁度。
更高的层厚度会导致制造的试样表面光洁度较差。
选择合适的沉积方向和工艺参数是控制这种效应的关键因素。
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