目錄
前言
第1章增材制造技術(shù).1
1.1增材制造分類1
1.1.1按照原材料的化學(xué)組成分類1
1.1.2按工藝技術(shù)分類4
1.2增材制造裝備10
1.2.1熱源10
1.2.2行走機(jī)構(gòu)10
1.2.3變位機(jī)及工裝(配套裝備)11
1.2.4增減材.11
1.2.5超聲波設(shè)備12
1.2.6熱處理爐13
1.2.7精加工設(shè)備13
1.2.8測(cè)試設(shè)備13
1.3增材制造工藝流程13
1.3.1選擇性激光燒結(jié)增材制造技術(shù)13
1.3.2選擇性激光熔融增材制造技術(shù)15
1.3.3電子束熔融增材制造技術(shù)15
1.3.4電弧熔絲增材制造技術(shù)16
第2章增材制造鋁合金絲材的制備18
2.1鋁合金絲材的制備18
2.1.1鋁合金絲材的制備工藝18
2.1.2鋁合金絲材的型號(hào)19
2.1.3鋁合金絲材的規(guī)格19
2.2鋁合金電弧熔絲增材制造的工藝20
2.2.1工藝介紹20
2.2.2工藝評(píng)價(jià)20
第3章鋁合金電弧熔絲增材制造的裝備和工藝21
3.1裝備21
3.1.1運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)21
3.1.2熱源21
3.2鋁合金電弧熔絲增材制造的工藝22
3.2.1工藝22
3.2.2工藝評(píng)價(jià)23
第4章ZL114A合金.24
4.1ZL114A合金的應(yīng)用24
4.1.1ZL114A合金的成分24
4.1.2ZL114A合金的應(yīng)用狀況25
4.1.3ZL114A合金鑄造成形樣件的組織、結(jié)構(gòu)與性能25
4.1.4ZL114A合金增材制造成形樣件的組織、結(jié)構(gòu)與性能27
4.1.5WAAMZL114A的高溫性能30
4.2合金組元和雜質(zhì)組元對(duì)ZL114A增材制造樣件組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響35
4.2.1Si對(duì)ZL114A增材制造樣件的組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響35
4.2.2Mg對(duì)Al-7Si-Mg增材制造樣件的組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響40
4.2.3Ti對(duì)ZL114A增材制造樣件的組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響47
4.2.4Fe對(duì)ZL114A增材制造樣件的組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響57
4.2.5Er、Sc對(duì)ZL114A增材制造樣件的組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響61
4.3Al-Si二元系降溫過程的非平衡態(tài)熱力學(xué)71
4.3.1Al-Si二元系降溫過程的熱力學(xué)71
4.3.2凝固速率80
4.4Al-Si二元系升溫過程的非平衡態(tài)熱力學(xué)82
4.4.1Al-Si二元系升溫過程的熱力學(xué)82
4.4.2相變速率84
4.5Al-Si-Mg三元系降溫過程的非平衡態(tài)熱力學(xué)85
4.5.1Al-Si-Mg三元系降溫過程的熱力學(xué)85
4.5.2相變速率.104
4.6ZL114A電弧熔絲增材制造工藝參數(shù)的優(yōu)化107
4.6.1成分優(yōu)化的ZL114A絲材的制備.107
4.6.2熱輸入量的計(jì)算108
4.6.3熱輸入量對(duì)ZL114A成形的影響.109
4.6.4熱輸入量對(duì)WAAMZL114A合金組織的影響109
4.6.5熱輸入量對(duì)WAAMZL114A合金力學(xué)性能的影響114
4.7ZL114A電弧熔絲增材制造樣件的熱處理.114
第5章CMT工藝增材制造Al-Cu-(Mg)合金117
5.1電弧增材制造鋁合金工藝及參數(shù)優(yōu)化117
5.1.1不同工藝模式的成形性117
5.1.2CMT工藝參數(shù)對(duì)WAAM鋁合金制件成形性的影響121
5.2電弧增材制造2319鋁合金的組織與性能126
5.2.12319鋁合金焊接接頭的組織結(jié)構(gòu)126
5.2.2WAAM2319鋁合金制件的組織與力學(xué)性能128
5.2.3WAAM鋁合金的雙絲成形137
5.3電弧增材制造鋁合金的強(qiáng)化142
5.3.1層間軋制冷變形強(qiáng)化142
5.3.2熱處理強(qiáng)化.153
5.3.3經(jīng)過后熱處理WAAM鋁合金制件與基板的結(jié)合性162
5.4電弧增材制造Al-Cu-Mg合金171
5.4.1雙絲WAAM與原位合金化172
5.4.2Al-Cu-Mg合金成分設(shè)計(jì)及WAAM成形172
5.4.3雙絲WAAMAl-Cu-Mg合金的微觀組織與力學(xué)性能.176
5.4.4WAAMAl-Cu4.3-Mg1.5合金.179
5.4.5材料強(qiáng)化.184
5.5電弧增材制造鋁合金中的氣孔與裂紋195
5.5.1WAAM鋁合金中缺陷的類型及形成原因196
5.5.2WAAM鋁合金中的氣孔缺陷及其控制199
5.5.3WAAM鋁合金中的裂紋缺陷及其控制215
第6章ZL205A合金.221
6.1ZL205A合金的應(yīng)用221
6.1.1ZL205A合金的成分221
6.1.2ZL205A的應(yīng)用現(xiàn)狀222
6.1.3ZL205A合金增材制造成形和鑄造成形樣件的組織、結(jié)構(gòu)與性能224
6.2以Sn代替ZL205A中Cd的合金236
6.2.1不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金絲的制備236
6.2.2不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體的成分236
6.2.3不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體的形貌236
6.3不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體的微觀組織237
6.3.1不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體直接堆積態(tài)的微觀組織237
6.3.2不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體T4態(tài)的微觀組織242
6.3.3不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體T6態(tài)的微觀組織245
6.4不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體的力學(xué)性能和斷口形貌249
6.4.1不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體的力學(xué)性能249
6.4.2不同Sn含量的Al-Cu-Sn合金堆積體的斷口形貌250
第7章Al-Cu-Sn合金252
7.1Al-Cu-Sn合金絲材的制備252
7.2不同Cu含量的Al-Cu-Sn合金增材制造堆積體的化學(xué)成分和形貌253
7.2.1WAAM不同Cu含量Al–Cu–Sn合金的表面形貌.253
7.2.2WAAMAl–5.65％Cu–0.1％Sn合金的化學(xué)成分253
7.3不同Cu含量的Al-Cu-Sn合金增材制造堆積體的微觀組織254
7.3.1直接堆積態(tài)微觀組織254
7.3.2T4態(tài)微觀組織259
7.3.3T6態(tài)微觀組織262
7.4不同Cu含量的Al-Cu-Sn合金增材制造堆積體的力學(xué)性能和斷口形貌265
7.4.1力學(xué)性能.265
7.4.2斷口形貌.266
7.5Al-Cu-Sn合金增材制造堆積體Cu的分布與存在形式267
7.5.1直接堆積態(tài).267
7.5.2T4態(tài)268
7.5.3T6態(tài)270
第8章2219合金的優(yōu)化273
8.1兩種Cu含量的Al-Cu合金絲材的比較273
8.1.1兩種Cu含量的Al-Cu合金絲材的化學(xué)組成.273
8.1.2兩種Cu含量的Al-Cu合金絲材Cu的分布及存在形式273
8.2兩種Cu含量的Al-Cu合金堆積體的比較.274
8.2.1兩種Cu含量的Al-Cu合金堆積體直接堆積態(tài)Cu的分布及存在形式274
8.2.2兩種Cu含量的Al-Cu合金堆積體T4態(tài)Cu的分布及存在形式280
8.2.3兩種Cu含量的Al-Cu合金堆積體T6態(tài)Cu的分布及存在形式284
8.2.4兩種Cu含量的Al-Cu合金堆積體力學(xué)性能和斷口形貌287
8.3Al-Cu合金增材制造工藝參數(shù)的優(yōu)化288
8.3.1熱輸入量的計(jì)算289
8.3.2熱輸入量對(duì)Al-Cu合金堆積體直接堆積態(tài)微觀組織的影響289
8.3.3熱輸入量對(duì)Al-Cu合金堆積體T4態(tài)微觀組織的影響292
8.3.4熱輸入量對(duì)Al-Cu合金堆積體T6態(tài)微觀組織的影響294
8.3.5熱輸入量對(duì)堆積體力學(xué)性能的影響295
8.4Al-Cu二元系降溫過程的非平衡態(tài)熱力學(xué)296
8.4.1Al-Cu二元系降溫過程的熱力學(xué)296
8.4.2凝固速率307
8.5Al-Cu二元系升溫過程的非平衡態(tài)力學(xué).310
8.5.1Al-Cu二元系升溫過程的熱力學(xué)310
8.5.2相變速率314
第9章Al-Mg合金315
9.1Al-Mg合金的組成315
9.2Al-Mg合金的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀316
9.3Al-Mg合金增材制造317
9.3.1Mg含量對(duì)Al-Mg合金增材制造堆積體組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響317
9.3.2Ti+Sc復(fù)合和Zr+Sc復(fù)合對(duì)Al-Mg合金增材制造堆積體組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響328
9.3.3Sc含量對(duì)Al-Mg合金增材制造堆積體組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響334
9.4Al-Mg二元系的非平衡態(tài)熱力學(xué)345
9.4.1Al-Mg二元系降溫過程的非平衡態(tài)熱力學(xué)345
9.4.2Al-Mg二元系升溫過程的非平衡態(tài)熱力學(xué)358
9.4.3Al-Sc二元系的非平衡態(tài)熱力學(xué).362
第10章WAAMAl-Mg-Sc合金的雙絲工藝383
10.1原材料和雙絲WAAM工藝參數(shù)383
10.1.1原材料383
10.1.2雙絲WAAM工藝.383
10.2雙絲工藝對(duì)增材制造堆積體外觀的影響385
10.3雙絲工藝對(duì)增材制造堆積體氣孔的影響386
10.4雙絲工藝對(duì)增材制造堆積體組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響388
第11章應(yīng)用393
11.1Al-7Si-Mg合金增材制造393
11.1.1WAAMAl-7Si-Mg絲材的制備393
11.1.2WAAMAl-7Si-Mg合金堆積體的制備393
11.1.3WAAMAl-7Si-Mg合金產(chǎn)品的制備394
11.1.4產(chǎn)品的應(yīng)用.396
11.2Al-Mg-Sc合金增材制造396
11.2.1WAAMAl-Mg-Sc合金絲材的制備396
11.2.2WAAMAl-Mg-Sc合金堆積體的制備398
11.2.3WAAMAl-Mg-Sc合金產(chǎn)品的制備399
11.2.4產(chǎn)品的應(yīng)用401
參考文獻(xiàn)402