【摘 要】
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随着航空航天和交通运输等领域对材料性能的要求日益严格,高体积分数陶瓷增强金属复合材料成为一种发展需求.基于激光增材制造原位成型多组分材料的优势,采用选区激光熔化(SLM)制备了15％ SiC(体积分数)陶瓷增强马氏体时效钢(MS)复合材料(MMC).着重针对SiC与金属基体之间的相容性和开裂问题,从多个方面研究了SLM成型过程中的裂纹缺陷抑制措施,包括激光重熔、预热基板、设计支撑与成型方向;提高基体预热温度能够显著减少裂纹数量.同时,研究了SiC陶瓷对微观组织、相结构与相转变和硬度的影响及其与开裂的联系.
【机 构】
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华南理工大学机械与汽车工程学院 广州 510640
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随着航空航天和交通运输等领域对材料性能的要求日益严格,高体积分数陶瓷增强金属复合材料成为一种发展需求.基于激光增材制造原位成型多组分材料的优势,采用选区激光熔化(SLM)制备了15％ SiC(体积分数)陶瓷增强马氏体时效钢(MS)复合材料(MMC).着重针对SiC与金属基体之间的相容性和开裂问题,从多个方面研究了SLM成型过程中的裂纹缺陷抑制措施,包括激光重熔、预热基板、设计支撑与成型方向;提高基体预热温度能够显著减少裂纹数量.同时,研究了SiC陶瓷对微观组织、相结构与相转变和硬度的影响及其与开裂的联系.MMC微观组织为带状组织和粗化的树枝晶组织,还存在富Si元素区域.MS中主要为马氏体相,添加SiC促进了奥氏体转变,使得MMC中主要为奥氏体相,树枝晶间仍可发现少量马氏体相.树枝晶主要为大角度晶界,表明MMC中形成了大量的位错.此外,加入高体积分数SiC后,基体材料的硬度得到明显提升.
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