摘要 钛合金Ti6Al4V具有强度高、耐腐蚀性能好等优点,被广泛应用于医疗、汽车、航空航天等行业。另一方面,增材制造(AM)技术可以给予产品设计的自由度。为了推广AMed产品,需要将AMed与锻造产品连接起来,了解接头特性非常重要。本研究在氩气保护下用光纤激光器对Ti6Al4V板进行对接焊,并实验研究了激光焊接锻造/锻造、AMed/AMed、AMed/锻造Ti6Al4V板的接头特性。AMed板的抗拉强度高于锻造板,但AMed板的伸长率较小,这是因为AM工艺中AMed板在激光辐照过程中由于快速冷却而产生α'马氏体。然后,AMed/AMed板的激光焊接接头具有较高的抗拉强度,但伸长率小于锻造/锻造板。强化/锻造钢板的焊接接头表现出良好的焊接状态,因为较小的热输入导致锻造钢板和强化钢板之间形成较小且硬度较高的焊道。
增材制造已成为全球经济的重要组成部分,它彻底改变了制造工艺、增强了机械部件并解决了提高生产率等当前行业挑战。本研究探讨了 3D 打印 Onyx 的抗拉强度和刚度,重点研究了打印周边层的影响。结果表明,增加周边层可通过加厚外壁和改善应力分布来提高抗拉强度。实验表明,2 到 15 层之间的改进不超过 20%,并且周边层对韧性没有影响。此外,一旦有足够的周边层,内部填充模式和密度会在整体强度中发挥更重要的作用。两层通常足以确保凝聚力、最大限度地减少变形并防止微裂纹扩展。Onyx 的尼龙基质和碳纤维通过缓解周边层和内层之间的过渡区的应力集中进一步提高了耐久性。然而,超过某一点后,增加层数带来的收益就会递减,主要是增加材料消耗,而强度却没有显著提高。这些发现支持未来研究剪切强度和抗冲击性等附加性能,同时平衡性能、材料使用和可持续性。
试验数据可知,在激光功率1400W、层厚1.0mm、扫描速度600mm/min、扫描间距1.3mm、成形角90°条件下,DED制备的Inconel718试件性能最好,其极限抗拉强度(UTS)和宏观硬度分别为1016.10MPa和36.2HRC。DED制备的Inconel718试件的UTS与传统锻造制备的Inconel718接近,且硬度更高。
印尼市场上出售的聚合物基质复合屋面材料通常由 30%wt 短切毡玻璃纤维嵌入不饱和聚酯树脂中,并填充 30 PHR 碳酸钙。这项研究的目的是评估天然苎麻纤维是否有可能取代玻璃纤维。在研究的第一阶段,我们比较了印尼丰富的三种天然纤维:香蕉茎纤维、甘蔗渣和苎麻。结果表明苎麻纤维的性能最佳。其弯曲强度、弯曲模量和冲击韧性最高,分别为 191.57 MPa、6691 MPa 和 0.056 J/mm²。在第二阶段,我们生产了与商用屋面材料成分相同的复合材料样品,但用苎麻纤维代替了玻璃纤维。与不含苎麻纤维的材料相比,用苎麻纤维增强的复合材料的抗拉强度从 34.62 MPa 增加到 47.53 MPa,14 天内的最大吸水率从 1.145% 增加到 3.746%,声音传输等级从 23 dB 提高到 26 dB。此外,苎麻纤维对复合材料的密度没有显著影响。然而,加入苎麻纤维会导致弹性模量从 1630 MPa 降低到 1324 MPa,TGA 检测中的质量损失更高,为 86.95%,而 74.65% 则为 74.65%。苎麻纤维复合材料达到了 40 MPa 抗拉强度的最低屋顶要求,因此有可能取代玻璃纤维。
玻璃纤维复合材料具有非常高的比抗拉强度和低的比模量,而铍具有出色的比模量但比强度低。图中所示的几种单向先进复合材料表现出高比强度和高比模量的平衡特性。但是,如果在结构应用中需要角铺层结构,则复合材料的强度和模量都会大幅降低,如图中 020 + 450 硼/环氧树脂所示。因此,如果将这些材料用于承受单向力的结构元件,则可以最大限度地发挥先进复合材料的优势。
微观结构和力学性能的结果。数值结果表明,由于材料沉积在高温底板上,温度梯度显著降低,热应力降低40%。降低的热应力和温度梯度导致晶粒变粗,进而导致硬度和抗拉强度降低,尤其是对于靠近底板的底部区域。同时,没有发现对延展性的显著影响。此外,高温底板沿建造方向的硬度和拉伸性能的不均匀性较小。当前的研究展示了对底板预热对热应力、微观结构和力学性能及其相关性的影响的集体和直接的理解,这被认为有利于更好地利用底板预热的积极作用。
致谢 iv 概要 v 目录 viii 表格列表 xi 图表列表 xiii 名词术语 xvi 引言 1 2. 文献综述 5 2.1 抗疲劳设计 5 2.2 应变控制疲劳试验程序 7 2.2.1 历史和理论 7 2.2.2 带钢的应变控制疲劳 14 2.3 制造变量对疲劳性能的影响 15 2.3.1 成分 15 2.3.2 取样位置 17 2.3.3 带钢厚度 17 2.3.4 疲劳性能的各向异性 18 2.3.5 总结及在实验项目中的应用 18 2.4 一般材料性能与疲劳性能之间的关系疲劳性能 19 2.4.1 硬度和抗拉强度性能之间的关系。 19 2.4.2 循环应力-应变性能与抗拉强度性能和硬度之间的关系 20 2.4.3 循环应变-寿命性能与单调抗拉性能和硬度之间的关系 24 2.4.4 微观结构的影响 39 2.5 结论 39 3. 实验设计、材料、技术和结果 41 3.1 实验设计 41 3.1.1 多种钢材的疲劳性能表征 41 3.1.2 制造变量对疲劳响应的影响 42 3.1.3 钢材性能对疲劳响应的影响 45 3.2 材料; 45 3.2.1 钢材的来源和取样 45 3.2.2 钢材的描述 46 3.3 疲劳试验 49 3.3.1 方法 49 3.3.2 结果 53 3.3 微观结构和硬度 55 3.4.1 方法 55 3.4.2
作为其热喷涂材料组合的一部分,林德提供全面的电弧喷涂丝材。TAFA® 品牌丝材经过专门设计和制造,以满足特定的热喷涂要求。严格的规格和生产控制确保每根丝材都按照精确的冶金标准制造,并且没有碎片或污染物等缺陷。我们的丝材经过精心制作,具有热喷涂所需的物理特性 - 包括抗拉强度、硬度和表面光洁度 - 并且经过正确卷绕以确保可靠的性能。进行制造后测试和分析以确保达到所需的特性。
钛在地壳中的含量约为0.63%,居所有元素的第10位,含量仅次于铝、铁、镁等金属元素,铁、镁居第10位;钛合金密度小,比强度高(抗拉强度与密度之比),工作范围宽(-253℃~600℃),耐腐蚀熔点优良;钛合金化学活性很大,易与氢、氧、氮发生反应,冶炼加工困难,加工成本高。钛合金还具有导热性差(仅为铁的1/5、铝的1/15)、变形系数小、摩擦系数大等特点,被广泛应用于飞机机身、燃气轮机、石油化工、汽车工业、医疗等领域的重要零部件。