Monel400圆钢零切

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无锡国劲合金有限公司专业生产精密合金，高温合金，耐蚀合金等高性能合金材料。其主导产品有：铁镍钴玻封合金4J29、4J44,铁镍玻封合金4J42、4J48、4J50、4J52，铁镍低膨胀合金4J36、4J32、殷钢，瓷封合金4J33、4J34，铁铬玻封合金4J28，Kovar、Invar以及纯镍合金N6、Nickel200、Nickel201，镍铝合金Ni95Al5，软磁合金1J36、1J46、1J50、1J79、1J85、1J22，耐蚀合金monel400、monel K500、Inconel625、Inconel 601、Inconel 600、Inconel 718、Inconel X750、Incoloy 800、Incoloy 800H、Incoloy 825、Incoloy901、Incoloy 925、Incoloy 926、NS111、NS112、NS142等系列，哈氏合金Hastelloy
钛及钛合金比强度高、生物相容性好,耐腐蚀性和抗疲劳性能亦优于不锈钢和钴基合金,是人工关节、骨创伤产品、脊柱矫形内固定系统、*、牙托等科研植入产品的材料。在钛合金中引入Cu元素不仅可以降低合金的熔点,还可以提高合金的耐磨性、生物相容性和抗菌性等。近年来,钛铜合金（Ti-Cu合金）引起了广大学者的关注,研究表明,钛合金中铜的含量对其力学性能的影响很大,如伸长率、模量和硬度等。目前对Ti-Cu合金的研究大部分集中于微观结构、抗菌性能、压缩或拉伸强度等方面,然而作为牙齿、骨骼或关节的替代品,在咀嚼食物或者人体运动过程中,亦或是在制造加工过程中,科研Ti-Cu合金往往处于复杂环境下或受到复杂的应力状态。因此,对Ti-Cu合金组分设计、耐磨性及各种工况下力学性能的研究显得尤为必要。

果表明:两相中氢原子的稳态间隙位置均为富Ti八面体间隙;γ相中氢原子更倾向于层内扩散,其扩散势垒约为0.48eV;α2相中层间扩散更加容易,能量势垒约为0.72eV,氢原子在γ相晶体中的晶格扩散较易。V、Cr、Fe、Co、Ni和Cu元素可以降低氢原子在γ相中的初始扩散势垒,而Mo和W元素影响不大;Nb、Ta和Mn元素则起增大效果使氢原子扩散更加困难,原因为合金原子引起稳定间隙八面体的组成面的三原子之间的成键类型及强度发生了变化。Nb、Ta和Mn可以增大氢原子在γ相中的层内扩散和在α2相中层间扩散的扩散势垒,在γ相中扩散势垒分别为0.55eV、0.51 e V和0.99eV,在α2相中扩散势垒分别为0.94eV、1.04eV和0.88eV。（4）计算了氧原子在γ相和α2相中及其固溶体中的扩散行为。氧原子在纯净的γ相和α2相中的稳态间隙位置均为富Ti八面体间隙,γ相中氧原子的层内和层间扩散势垒均约为1.26eV,而α2相中分别约为2.83e V和2.79eV。氧原子在Ti15A16R（R=V、Nb、Ta、Cr、Mo和W）中均倾向占位为距离R原子远的富Ti八面体间隙;Cr和V元素固溶后氧原子的扩散势垒变小,扩散系数增大;而Nb、Ta和W元素则对氧原子扩散起阻碍作用,其扩散势垒分别增大为1.29eV、1.30 eV和1.31eV。Nb元素固溶后α2相中氧原子的层间晶格扩散势垒将从2.79eV提高至3.53eV,高温下的扩散系数也明显降低,Nb元素有利于α2相的抗氧化性能。
考虑到Ti-Cu合金的加工和使用环境,本文拟对Ti-Cu合金不同加载条件和温度工况下的力学响应进行深入分析,具体研究内容与结论如下:（1）以海绵钛和金属铜制备Ti-Cu合金,利用XRD、SEM对Ti-Cu合金的物相组成、微观结构进行表征,并通过纳米压入法分析加载方式和加、卸载参数对合金硬度和弹性模量的影响。结果表明:Ti-Cu合金由α’相与Ti2Cu相组成;与循环加载和恒载荷速率加载方式相比,连续刚度法测得的弹性模量与硬度值相对较高;加载速率对测量值的影响较小,但卸载速率对测量结果有较大影响,随着卸载速率的增加,测得的弹性模量有所降低,而硬度则有所增加;析出的Ti2Cu相能有效提高材料的强度。（2）对Ti-Cu合金的单轴压缩、拉伸以及纯剪切加载条件下的静动态力学性能进行测试分析,并着重研究其在压剪复合加载状态下的力学响应,分析了Ti-Cu合金在各种应力状态下的力学行为并得到了其实验屈服轨迹,探究了应变率对Ti-Cu合金屈服行为的影响。

结果显示:Ti-Cu合金屈服强度拉压不对称,表明了其屈服行为正应力方向相关性;随着应变率的增加,Ti-Cu合金的屈服轨迹呈各向同性膨胀趋势。（3）通过对比不同应力状态下的实验结果与相关理论屈服准则的吻合度,发现考虑拉压不对称效应的Cazacu-Barlat准则能够很好地描述Ti-Cu合金的屈服行为;并在此基础上对Cazacu-Barlat准则进行改进,提出了一个率相关的Cazacu-Barlat屈服准则,拓展了该屈服准则的应用范围。（4）开展了Ti-Cu合金的高温压缩测试,分析了温度和应变率对其力学性能的影响。结果表明:温度一定时,流变应力随着应变率的升高而增加;应变率一定时,流变应力随着温度的升高而减小。同时基于双曲正弦形式的Arrhenius本构方程构建了Ti-Cu合金的高温本构模型,较为准确地预测了该合金的高温流变应力及其变形行为。
Ni3Al与NiAl金属间化合物具有高熔点、低密度、高抗氧化性等优点,在空天领域应用前景广阔。通常,该材料主要以熔铸法制备,存在工艺复杂、生产周期长等缺点,阻碍了其商业化应用。电弧增材制造技术具有高效率、低成本与制造周期短等优点,对于Ni-Al金属间化合物制备有很大潜力。本文以等离子弧为热源,镍丝、铝丝/铝粉为填充材料,开展了Ni-Al金属间化合物电弧增材制造工艺研究。主要研究结果如下。研究发现双丝夹角,及其投影交点位置是影响沉积件成形质量的关键因素。当双丝夹角θ<30°时,低熔点铝丝会提前熔化,在熔池外部形成铝滴,无法稳定进入熔池,且会对熔池产生较大的冲击,导致沉积件表面起皱、侧边突出。当双丝夹角θ≥30°,且投影交点位置位于等离子弧后2mm时,铝丝会直接插入熔池,避免了上述现象,提高了熔池的稳定性和成形质量。研究了主要工艺参数,包括镍含量、热输入、预热与热处理对Ni-Al金属间化合物沉积件微观组织与力学性能的影响,发现随着镍含量的增加,显微组织由M-NiAl/Ni3Al双相组织逐渐向块状Ni3Al+γ-Ni/γ’-Ni3Al组织转变。当镍含量大于85.2wt.%时,零件全部由块状Ni3Al+γ-Ni/γ’-Ni3Al组织组成。

Monel400圆钢零切其次,热输入越大,熔池峰值温度越高,流动性越好,凝固时间越长,铝元素分布越均匀。随着热输入的增加,沉积件组织逐渐由胞状晶组织向树枝晶组织转变,当热输入大于2.913 kJ/mm时,*由树枝晶组织组成。热处理对沉积件物相组成和分布特征无明显影响,预热能够通过增加M-NiAl组织含量,减少γ+γ’共晶组织含量来抑制沉积件开裂倾向。当预热功率小于12.5 kW时,沉积件裂纹能够得到有效抑制。但是,随着预热功率的增加,γ+γ’共晶组织含量逐渐增加,开裂倾向增加。探讨了铝粉添加量对沉积件开裂倾向、显微组织与力学性能的影响规律,发现随着铝粉添加量的增加,沉积件的网状γ’-Ni3Al/γ-Ni组织、圆形颗粒状γ’相增加,增强了析出强化效应,从而增大了试样抗拉强度,但是减少了延伸率,及其塑性变形能力,导致试样开裂倾向增大。当铝粉添加量为1.03 g/min时,沉积件抗拉强度大,延伸率小,分别为519.4 MPa和26.7%;随着铝粉添加量逐渐增加至1.03 g/min,晶界γ’相逐渐增加,导致沉积件抗拉强度各向异性程度由纯Ni的0.05%增加至4.91%。
激光增材制造技术是基于分层制造原理,利用材料逐层累积的方法,将CAD数字模型制造为实体零件的一种新型技术。与传统切削技术相比,该技术具有易实现数字化制造、无需模具夹具、不受零件结构的限制、材料利用率高等一系列优点,在空天、汽车制造、电子产品、科研等行业具有广泛的应用前景。对于激光增材制造技术的研究,主要是研究其制造过程中温度场的分布规律。但是由于实时测量熔池内的温度非常困难,从而导致温度变化规律难以把握,并且需要大量的实验才有可能发现其中的规律。这样就会付出很高的时间成本,因此通过实验的手段对激光增材制造过程中的温度变化规律进行研究,可操作性不强。数值模拟软件的开发,为解决这一问题提供了一种非常便捷的方法。本文选用ANSYS数值模拟软件,利用其热源移动技术和“生死单元”技术来模拟激光增材制造过程。