铍铝合金的激光重熔与增材制造研究

发布时间：2024-02-02 19:40

　　铍铝合金是一种高熔点差异的双相复合材料,结合了铍和铝的优点,具有密度低、比强度高、比刚度高、热稳定性好等诸多优良特性,在核工业、航空、航天等领域具有重要的应用。铍铝合金通常采用粉末冶金和熔模铸造方法进行制备,粉末冶金工艺流程复杂、质量控制困难;熔模铸造获得的铍铝合金晶粒粗大、容易产生缩孔、疏松、偏析等缺陷。目前仅有美国、俄罗斯掌握铍铝合金的制备及加工技术,并开发了多种牌号的商业铍铝合金。铍具有较强毒性,在制备过程中需要非常严格的防护条件,导致我国铍铝合金的研发起步较晚,研究基础薄弱。激光增材制造技术采用可控堆积直接成形,具有无模具、低成本、短周期的优势;非平衡快速凝固可避免宏观偏析并获得组织细小的金属零部件,尤其适用于复杂零件小批量定制化制备,已经成功应用于钛合金、镍基合金和铝合金等材料零部件的研制和生产。增材制造技术有可能是解决铍铝合金从原始粉末到毛坯部件研制有效手段,而铍铝合金激光增材制造方面的研究未见任何报道,本论文首次采用激光增材制造技术拟在短期内实现系列铍铝合金的快速研发。作为双相复合材料,增强相和基体相的本征强度和界面结合强度决定了铍铝合金整体的强度。由于铍和铝的化学性质非...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１铍铝合金二元相图［２２］⑷和典型Ｂｅ－３８ｗｔ．％Ａｌ合金微观组织结构［２３１（ｂ）及三维网状结构［２４如）??

?１绪论???Ｗｅｉｇｈｔ?Ｐｅｒｃｅｎｔ?Ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ??ｉｌ?—?？?Ｍ?Ｍ?＜９?ｅＯ?－？?？?ＳＵ?＿＿＿?＇??＿參??ｏｒｔｏ?丨丨？■■，■＿■?＿．ｒ?■■丨?＿?ｉ?．，■■?，—■■■■．，，■■，?，??－ｔ———ｔ?—－－?”?——一??０?Ｗ！〇....

图１－２铍铝合金（３０％Ｂｅ，４５％Ｂｅ和６５％Ｂｅ）与其它合金和复合材料比刚度对比??目前世界上只有美国、俄罗斯和中国具有工业规模的从铍矿石开采、提取冶金到铍??

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图１－３铍铝合金的主要产品［３６’３９］

料研究所开发了?Ｂｅ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ??粉末冶金铍铝合金［２８＿３Ｇ］以及Ｂｅ－Ａｌ＿Ｓｃ稀土系铸造铍铝合金［３１，３２］。??铍铝合金目前主要应用于惯导系统、航空航天、计算器和汽车等领域。例如铍铝合??金替代硼－环氧树脂用作Ｆ－１５战斗机方向舵材料，能有效降低成本、简化设计、....

图１－４铸造Ｂｅ－Ａｌ－０．４Ｓｃ－０．４Ｚｒ合金中典型凝固疏松和裂纹缺陷??

金制造成本，熔模铸造技术通常用来制备形状较为复杂的零部件。然??而铍铝合金固有特性决定了其以铸件形式应用的困难，主要体现在：由于铍和铝熔点差??异大，且两者之间的相互固溶度极低，导致铍铝合金的凝固区间较宽（约为６０５°Ｃ），因??此在铸造过程中，铍铝合金形成的组织较为粗大，力学性....

本文编号：3893057