激光快速成形金属零件的残余应力讲解

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激光成形组织特征及应力行为

激光成形组织特征及应力行为

激光成形材料的相变
激光成形过程中,材料经历快 速加热和冷却,这可能导致材 料发生相变。
相变的发生取决于材料的种类 和激光工艺参数,如激光功率 、扫描速度和光斑尺寸等。
相变可能导致材料性能的显著 变化,如硬度和耐腐蚀性。
激光成形材料的晶粒尺寸与形貌
激光成形材料的晶粒尺寸和形 貌取决于激光工艺参数和材料 种类。
激光成形过程中,可以通过控制热历史和冷却 速率来优化材料的疲劳性能。
细小的晶粒尺寸和均匀的显微组织可以提高材 料的疲劳性能。
05
激光成形应力行为对材料性能的影响
热应力对材料变形与开裂的影响
热应力是由于激光成形过程中快速加热和冷却引起的, 它会导致材料变形和开裂。
热应力的影响与材料的热膨胀系数、导热系数和比热 容等物理性质有关。
热应力的大小取决于 材料的热膨胀系数、 温度梯度以及冷却速 度。
激光成形过程中的相变应力
01
相变应力是由于激光成形过程中材料发生相变所产生。
02
相变应力的大小取决于材料的相变温度、相变速率以及相变过
程中的体积变化。
相变应力可能导致材料内部产生微裂纹、相变组织粗化等,影
03
响材料的力学性能。
激光成形过程中的残余应力
01
激光成形过程中,材料的熔化 、凝固和相变行为会导致材料 的晶粒细化,从而提高材料的 强度。
02
激光成形过程中,材料的热历 史和冷却速率对材料的晶粒尺 寸和相组成有显著影响,从而 影响材料的强度。
03
激光成形过程中,材料的显微 组织结构,如马氏体、奥氏体 和贝氏体的比例和分布,也会 影响材料的强度。
发展新型激光成形技术和工艺:探索新型激光成 形技术和工艺,如激光增材制造、激光熔覆等, 以提高成形效率和降低成本。同时,研究新型激 光成形合金和复合材料,以满足不同领域的需求 。

铜箔激光冲击微成形微观组织与残余应力研究

铜箔激光冲击微成形微观组织与残余应力研究

铜箔激光冲击微成形微观组织与残余应力研究一、引言随着现代科技的不断发展,微成形技术成为了制造微小零件的主要方法之一。

而激光冲击微成形技术作为一种新兴的微成形技术,在微小零件加工领域具有广阔的应用前景。

本文就铜箔激光冲击微成形微观组织与残余应力进行了研究和分析,旨在探讨激光冲击微成形对铜箔微观组织和残余应力的影响,为相关领域的研究提供参考。

二、铜箔激光冲击微成形工艺铜箔激光冲击微成形是一种利用激光脉冲对铜箔进行局部加热和快速冷却,从而使铜箔发生形变的微成形工艺。

其工艺流程主要包括激光辐照、激光脉冲冲击和残余应力消除等步骤。

通过调节激光参数和控制冲击次数,可以实现对铜箔微小零件的精确成形,具有成本低、效率高、精度高等优势。

三、铜箔激光冲击微成形微观组织研究1.微观组织观测采用金相显微镜和扫描电镜对铜箔激光冲击微成形后的微观组织进行观测分析。

结果表明,铜箔表面形成了细小的晶粒和均匀的晶界,晶粒尺寸明显减小,晶粒结构更加致密。

2.晶粒取向分析借助电子背散射衍射技术,对铜箔微成形后的晶粒取向进行了分析。

结果显示,晶粒取向呈现出明显的择优取向,晶粒内部应变得到有效消除。

3.变形机制研究结合显微组织观察和位错理论,探讨了铜箔激光冲击微成形的变形机制。

结果表明,激光脉冲的局部加热导致了铜箔微观组织发生再结晶,晶粒内部位错得到消除,从而实现了微小零件的精确成形。

四、铜箔激光冲击微成形残余应力研究1.残余应力测试采用X射线衍射技术对铜箔激光冲击微成形后的残余应力进行了测试。

结果表明,铜箔表面和内部的残余应力得到了有效释放,残余应力值显著降低。

2.残余应力分布分析利用有限元仿真技术,对铜箔微成形后的残余应力分布进行了分析。

结果显示,残余应力沿厚度方向逐渐减小,在表面层得到了有效释放。

3.残余应力消除机制分析了激光脉冲冲击对铜箔残余应力的影响机制。

发现激光脉冲冲击引起了铜箔表面局部加热和冷却,使得残余应力得到了释放和消除。

热处理对激光立体成形TC4残余应力的影响

热处理对激光立体成形TC4残余应力的影响

1-3
–114.88
1-4
–65.67
1-5
42.16
1-6
32.32
1-7
43.27
表 2 3 种状态下试样的残余应力
Table 2 The residual stress date of three conditions LSF+annealing
LSF+solution aging
σZ/MPa
激光立体成形过程残余应力主要是由于激光快 速熔凝引起的骤冷骤热所导致的,虽然随后的熔覆沉 积过程对已沉积层所施加的反复退火效应能够在一 定程度上减小成形件的残余应力,但是仍然无法完全 消除成形件中的残余应力。采用进一步的热处理方法 是消除调整成形件中残余应力的一个重要手段。本研 究采用小孔释放法,对比测定了激光立体成形 TC4 合金沉积态及热处理后残余应力的分布及大小,考察 了热处理后残余应力的调整或消除程度,并分析其作 用机理。
sample: (a) distribution of test points and (b)distribution of resistance strain gauge
·776·
稀有金属材料与工程
第 38 卷
2 结果与分析
对于激光立体成形过程而言,由于成形件中沿激光 扫描方向的残余应力 σY 和垂直于扫描方向残余应力 σZ
在激光沉积过程中,熔池冷却凝固过程的热量主 要是通过基材导出的。起始熔覆位置由于最早开始冷 却,因此通常冷速较快,到了熔覆结束的尾部位置, 相比起始熔覆位置,冷速最慢。由于先熔覆的区域冷 却凝固低于塑性温度时,后熔覆区域还处于塑性状态, 当该区域继续冷却时,其收缩受到已凝固区域的阻碍, 从而使得先凝固区域承受压应力,每一层最后凝固的 区域受到拉应力。这样导致起始熔覆位承受较小的压 应力,中间部位由于受到周围和基体的约束最大,因 此承受最大压应力,而在熔覆末端由于最后冷却,承 受拉应力。

激光喷丸 残余应力

激光喷丸 残余应力

激光喷丸残余应力
激光喷丸技术是一种常见的表面处理方法,它可以通过高能激光束对金属等材料表面进行打孔、刻划、切割等加工,并且能够控制残余应力的产生,通过改变激光参数等手段来实现精确的表面处理。

在本文中,我们将深入探讨激光喷丸技术中残余应力的产生与控制。

一、激光喷丸技术中残余应力产生的原因
1.加工时产生的热应力:激光喷丸技术在加工过程中会产生高能的激光束,从而在材料表面形成高温区域,当高温区域迅速冷却时,由于材料热膨胀系数的不同,会导致材料表面发生形变,从而产生残余应力。

2.材料组织结构变化:激光喷丸技术在加工过程中会对材料表面产生巨大的冲击力,从而改变了材料表面的组织结构,导致残余应力的产生。

二、激光喷丸技术中残余应力的控制方法
1.选择合适的激光参数:合适的激光参数可以控制激光束的功率、扫描速度等因素,从而控制残余应力的产生。

2.优化喷丸工艺:通过优化激光喷丸工艺,如改变喷丸次数、喷丸深度等因素,可以有效地减轻或者消除残余应力。

3.进行后续处理:在激光喷丸工艺完成后,还可以进行后续的表面处理,如二次退火、表面机械加工等方法,从而有效地减少或者消除残余应力。

三、激光喷丸技术中残余应力的应用
1.制备高精度器件:残余应力可以使得材料表面形成一定的应力场,
从而实现高精度的表面加工。

2.改善材料力学性能:适当的残余应力可以使得材料表面形成压缩应力,从而改善材料的强度、韧性等力学性能。

总之,激光喷丸技术在表面加工领域具有广泛应用价值,通过控制残
余应力的产生,可以有效地改善材料的力学性能以及制备高精度器件。

表面残余应力消除方法激光法

表面残余应力消除方法激光法

表面残余应力消除方法激光法哎呀,说到这个表面残余应力消除方法激光法,我可得好好跟你唠唠。

这事儿得从我上次去工厂实习说起,那会儿我可是亲眼见识了这激光法的神奇。

那天,我跟着师傅走进了车间,一眼就看到了那台巨大的激光设备。

师傅说,这玩意儿可不简单,专门用来消除金属表面的残余应力。

我心想,这玩意儿能行吗?看起来跟科幻电影里的激光武器似的。

师傅看我一脸疑惑,就给我详细解释了一番。

他说,这激光法啊,其实原理挺简单的。

就是用高能激光束照射金属表面,让金属表面迅速升温,然后迅速冷却。

这样一热一冷,金属表面的残余应力就能被释放出来,从而达到消除残余应力的目的。

我听着觉得挺有道理,但还是半信半疑。

师傅看我这表情,就让我亲自操作一下。

我小心翼翼地调整激光设备,对准了一块金属板。

按下按钮,一束激光瞬间射出,金属板表面立刻变得通红。

我紧张地盯着金属板,生怕出什么意外。

过了一会儿,金属板表面的温度慢慢降了下来。

师傅让我用仪器检测一下金属板的残余应力。

我一测,发现残余应力真的降低了不少。

我这才相信,这激光法确实有两把刷子。

后来,师傅还告诉我,这激光法不仅能消除残余应力,还能提高金属的疲劳寿命。

因为激光处理过的金属表面,晶粒更细小,组织更均匀,所以疲劳寿命更长。

这次实习经历让我对激光法有了全新的认识。

以前总觉得这种高科技的东西离我们很远,没想到它已经在工业生产中发挥着重要作用。

看来,我们还得不断学习,跟上时代的步伐啊。

总之,这激光法消除表面残余应力,确实是一门技术活。

虽然听起来有点高大上,但原理其实并不复杂。

只要操作得当,就能达到很好的效果。

这也算是我实习期间的一个小收获吧。

激光冲击强化AZ31镁合金表面残余应力分析

激光冲击强化AZ31镁合金表面残余应力分析

激光冲击强化AZ31镁合金表面残余应力分析李兴成;张永康;周金宇;陈菊芳;卢雅琳【摘要】为了优选激光冲击工艺参量以获得最大的表面残余压应力,利用激光冲击和塑性变形理论推导出了激光冲击AZ31镁合金表面最大残余压应力公式,并采用ABAQUS有限元软件分析了其激光冲击后的残余应力场. 结果表明,获得较大残余压应力场的激光冲击波载荷范围为1.2GPa ~1.7GPa,随着载荷的增加,残余应力增加,当载荷在1.4GPa~1.6GPa时,最大残余压应力为125MPa左右;冲击载荷在1.8GPa时,出现轻微的"残余应力洞"现象;而在大于1.9GPa时,均出现明显的"残余应力洞"现象;载荷p=1.474GPa时最大残余应力为-128.5MPa. 理论推导和有限元分析结果基本一致.%To obtain maximum surface residual compressive stress by optimizing technological parameters of laser shock , the formula of residual compressive stress on the surface of AZ 31 magnesium after laser shock process (LSP) was deduced from the theory of laser shock process and plastic deformation .Residual stress fields of AZ 31 magnesium by LSP was simulated with ABAQUS software.Finite element analysis shows that laser shock wave pressure of optimal residual compressive stress field ranges from 1.2GPa to 1.7GPa.With the increase of load, residual stress on the surface of AZ31 magnesium increases.The maximum residual compressive stress is about 125MPa with loading range from 1.4GPa to 1.6GPa.There is a slight residual stresses hole phenomenon impact when load is 1.8GPa and a significant residual stresses hole phenomenon when load is more than 1.9GPa.When the load is 1.474GPa, the maximumresidual stress is -128.5MPa.Experimental results are consistent with finite element analysis .【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2016(040)001【总页数】6页(P5-10)【关键词】激光技术;镁合金;残余应力;塑性变形;有限元分析【作者】李兴成;张永康;周金宇;陈菊芳;卢雅琳【作者单位】江苏理工学院机械工程学院,常州213001;东南大学机械工程学院,南京211189;江苏理工学院机械工程学院,常州213001;江苏理工学院机械工程学院,常州213001;江苏理工学院机械工程学院,常州213001【正文语种】中文【中图分类】TN249;TG174.1*通讯联系人。

304不锈钢激光冲击处理后的残余应力产生机理

304不锈钢激光冲击处理后的残余应力产生机理
激光冲击强化实验在高功率调Q钕玻璃脉冲激 光装置上进行。输出波长为l 054 nm、脉宽为23 as 左右、峰值功率为吉瓦量级。实验装置由激光系统、试
件和夹具组成.以鳓mmx200 mm的磷酸盐钕玻璃
棒作为振荡级激光棒,一级磷酸盐钕玻璃激光预放大 级(垂14 mmx350 mm),四级磷酸盐钕玻璃激光主放 大级(分为两路,每路由中16 mm x350 mm及 4r20mmx350 mm两根钕玻璃棒串联),如图l所示。
庐、/}【(cr0。一吒。)2+(%。一‰。)2+(‰。一cro。)2】 (2)
structures of laser shock surface were observed with scanning electric microscope(SEM),the micro— hardIless and residual stresses were measured.the distributions of micro-hardness and residual stress after laser shock processing were analyzed, and the micro·mechanism produced by residual stress was discussed.The experimental results show that micro-plastic deformation is emerged in micro—structures of
(a)原始状态 (a)Original state
下约500 Izm深度内的材料发生了明显的硬化。这是
由于激光冲击强化区发生了严重的塑性变形。位错滑
移并大量增殖,位错之间相互作用非常明显,位错运

激光热处理对铜材料变形行为和残余应力的影响研究

激光热处理对铜材料变形行为和残余应力的影响研究

激光热处理对铜材料变形行为和残余应力的影响研究激光热处理作为一种先进的表面处理技术,已被广泛应用于各个领域。

其通过高能量的激光束照射材料表面,使其瞬间受热、熔融、再快速冷却,从而改变材料的组织结构和性能。

本文将重点研究激光热处理对铜材料变形行为和残余应力的影响。

铜作为一种重要的工程材料,在电子、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用。

激光热处理可以极大地改善铜材料的性能,提高其硬度、强度等力学性能,并且增加了材料的耐腐蚀性能。

因此,研究激光热处理对铜材料变形行为和残余应力的影响,对于深入了解激光热处理机制,提高材料的性能具有重要意义。

首先,激光热处理对铜材料的变形行为有着显著的影响。

激光热处理过程中,由于材料表面受到高能激光束的加热,会发生局部的瞬时熔化和淬火,从而引起铜材料的变形。

研究表明,激光热处理可以显著减小铜材料的晶粒尺寸,提高其晶界密度和位错密度,从而改变了材料的变形机制。

此外,激光热处理还可以改变材料的形变行为,使其呈现出更好的塑性变形能力。

通过合理控制激光热处理参数,如激光功率、扫描速度等,可以实现对铜材料变形行为的精确控制。

其次,激光热处理对铜材料的残余应力有着重要的影响。

激光热处理过程中,由于材料表面瞬间受到高温和快速冷却的作用,会引起局部的热应力和相应的残余应力。

这些残余应力对材料的性能和稳定性有着重要影响。

研究表明,激光热处理可以降低铜材料的残余应力,使其更加平衡和稳定。

这是由于激光热处理过程中,通过快速冷却可以形成更加细小的晶粒和均匀的残余应力分布,减小了材料表面的应力集中效应。

此外,激光热处理还可以改善铜材料的晶界行为。

激光热处理过程中,由于材料表面受到激光束的高能量照射,会引起晶粒结构的变化和晶界的再结晶。

研究表明,激光热处理可以提高铜材料的晶界密度和晶界角度,从而提高了晶界的稳定性和强度。

这将有助于降低晶界的扩散速率和晶界的集中化应力,从而减小材料的变形和断裂倾向。

总之,激光热处理对铜材料的变形行为和残余应力有着重要的影响。

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激光快速成形金属部件的节余应力【纲要】:激光快速成形技术是近几年国际上宽泛关注的一种先进的实体自由成形技术,能够直接成形高性能的致密金属部件,拥有无模具、短周期、低本钱、市场响应快等特色。

本文简要剖析了激光快速成形件节余应力的形成机理及散布规律,概括了节余应力对成形件力学性能、构造尺寸、实质使用等方面的影响,商讨了实验测定节余应力的方法及调整和除去节余应力的有效手段等。

前言激光快速成形技术是一种鉴于激光熔覆的迭层制造技术,它将【纲要】:激光快速成形技术是近几年国际上宽泛关注的一种先进的实体自由成形技术,能够直接成形高性能的致密金属部件,拥有无模具、短周期、低本钱、市场响应快等特色。

本文简要剖析了激光快速成形件节余应力的形成机理及散布规律,概括了节余应力对成形件力学性能、构造尺寸、实质使用等方面的影响,商讨了实验测定节余应力的方法及调整和除去节余应力的有效手段等。

前言激光快速成形技术是一种鉴于激光熔覆的迭层制造技术,它将快速原型技术〔 RP〕自由成形的长处与激光熔覆技术相联合,能够实现高性能复杂构造、致密金属部件的直接成形,拥有高柔性、短周期、低本钱、市场响应快等特色,是一种将资料技术与制造技术有机融为一体的“新资料设计、新资料制备与近净成形高性能复杂部件快速成形一体化〞新技术。

激光快速成形以高能激光束作为挪动热源,一方面,激光快速加热冷却为资料加工供给了惯例手段没法实现的极端非均衡条件,使成形件拥有渺小、致密的组织和优秀的综合性能;但另一方面,局部热输入造成的不平均温度场必定惹起局部热效应,表此刻熔池在凝结及随后冷却过程不一致,从而在成形件中形成节余应力和变形。

节余应力作为一种内应力,不单对成形件的静载强度、疲惫强度和抗应力腐化性能等有不利影响,并且也影响构造尺寸稳固性和成形精度,严重时会直接引起裂纹缺点。

成形件一旦出现裂纹,成形过程将被迫停止,同时已成形的金属部件只好报废办理,这将大大增添制造本钱。

所以,要充足发挥激光快速成形技术的优胜性,提升成形部件综合质量,研究激光快速成形过程节余应力的形成机理和散布特征拥有重要的现实意义。

对于激光快速成形过程中节余应力的研究外国已开始有报导,而目前国内还没有见有这方面的研究报导。

本文初步剖析了激光快速成形过程的节余应力问题,为精准描绘和控制激光快速成形过程中节余应力散布供给根基。

节余应力的形成机理与散布特征激光快速成形属于资料热加工过程,它以高能激光束作为挪动热源,局部热输入产生的局部热效应将致使必定节余应力和变形。

这主假如是激光束与资料互相作用形成的熔池经历快速加热、融化和快速冷却、凝结变化,必定产生不平均热应力和相变应力,结果惹起不平均塑性变形而形成节余应力。

详细是激光快速成形过程能量特别集中,熔池及其邻近部位以远高于四周地区的速度被急剧加热,并局部融化。

这局部资料因受热而膨胀,而热膨胀遇到四周较冷地区的拘束,产生 ( 弹性 ) 热应力。

同时,因为受热地区温度高升后折服极限降落,局部地区的热应力值会超出其折服极限,所以,熔池局部会形成塑性的热压缩,冷却后就比四周地区相对缩短、变窄或减小,同时因为熔覆层凝结冷却时遇到基材冷却缩短的拘束,从而在熔覆层中形成节余应力。

所以,激光快速成形过程产生节余应力的原由主要归纳于以下双方面 :1.因为局部热输入造成温度散布不平均,使得熔池及四周资料产生热应力,在冷却和凝结时互相限制而惹起局部热塑性变形,从而产生热节余应力;2.因为熔凝区存在温度梯度且冷却速率不一致,熔池资料在凝结时因相变体积变化不均及相变的不等时性产生的相变应力,从而惹起不平均塑性变形而形成相变节余应力〔组织应力〕。

成形件最后的节余应力常常是上述两种原由的综合结果。

激光快速成形过程是一个特别复杂的物理冶金过程,节余应力的形成受诸多要素的影响相同特别复杂,应力大小和散布与熔覆粉材〔种类、状态〕、基体〔资料、状态〕、成形路径、成形尺寸及工艺参数的选用等亲密有关,一般为三维节余应力。

节余应力作为一种储藏弹性变形能的弹性应力,其量值往常处于惹起弹性变形所对应的应力范围内,即在资料的折服强度σ s 或σ 0.2 以下,多是低节余应力,Griffith 等人采纳全息干涉法测定了快速成形H13钢薄壁件的两向应力,结果显示节余应力数值约为资料折服强度的 20%。

激光快速成形过程中熔覆层及基材经受一个极不平均的快热快冷作用,在高能激光束的作用下,熔池及其邻近部位以远高于四周地区的速度被急剧加热,并局部融化、凝结及冷却。

融化地区在随后的凝结冷却过程中不行能自由缩短,其缩短变形将遇到四周地区的约束,整体来看,熔覆层势必遇到一个拉伸应力的作用。

下边详细以板状成形件为例进行剖析,在剖析时忽视板件厚度方向节余应力,且以为节余应力沿该方向呈平均散布,即处于平面应力状态,依照基体的变形和成形状况来推测成形件的平面应力散布。

从成形基体的翘曲变形来初步判断,熔覆层节余应力的散布大概是上高低低,以拉伸应力为主,这从成形过程中出现的裂纹能够解说,实验发现当熔覆必定高度后,开始出现裂纹,且几乎全部的裂纹均沿近似垂直方向展开,即是因为在凝结时或冷却时受熔覆层节余拉应力作用而形成的,相应在底部中会形成压缩节余应力与之相均衡。

平行激光扫描方向:从成形基体在成形后发生的翘曲变形来看,平行激光扫描方向应蒙受拉应力作用,较大的应力将惹起熔覆层开裂。

剖析是因为开始熔覆阶段,熔池和四周资料温差大,熔池资料凝结时同四周资料互相限制,又粉材熔凝缩短沿扫描方向的不协调可能使得该方向应力符号不稳固,但随熔覆层的增添应力状态渐渐稳固下来,主要蒙受拉应力,从而使基体发生翘曲变形,较大的应力将惹起熔覆层开裂。

Griffith 等人研究了熔覆高度达 114mm的薄板件的两向节余应力,结果也说明平行扫描方向节余应力以拉为主。

陈静等研究结果说明,对于开裂敏感性较大的Ni60 自熔合金粉末,当熔覆层数增添到必定层数时即产生裂纹,且断裂面与激光束扫描方向近似垂直,这也证明作用于熔覆金属上的与光束扫描方向平行的拉伸应力作用明显,随激光能量的不停输入,节余应力累积效应增大,严重时致使成形过程被损坏。

垂直激光扫描方向:因为熔覆过程中沿该方向层间状态差别由开端熔覆时的较大渐渐趋于缓和,同时多合金元素的影响使得相变应力作用加强,所以该方向的应力状态复杂。

在开始熔覆阶段,熔池随热源同步挪动,熔池前端凝结,因为冷却缩短程度及冷却速率不一样,粉材的凝结遇到四周的拘束可能遇到拉应力作用,但随熔覆层的增添拉应力值会渐渐减小,有改变成压应力的趋势。

这是因为随熔覆层的增添,已熔覆层的热量不停累积,降低了局部地区温差,熔覆目前层时已熔覆层相当于预热基体,这在必定程度上能够削弱节余应力的大小,同时后续熔覆的加热过程相当于对已熔覆层起到回火作用,使已熔覆层中的节余应力有局部废弛,这样应力散布 ( 大小及符号 ) 会发生改变,即拉应力渐渐减小,出现压应力。

Griffith 等人的研究结果也显示垂直激光扫描方向节余应力开始为拉应力,高度抵达必定数值后,稳固为压应力。

同时,研究说明当熔覆高度增添到必定高度后,两向节余应力数值不再变化,根本稳固下来,即整个熔覆过程处于均衡阶段,节余应力根本保持不变。

2节余应力的影响激光快速成形过程因为不平均温度场惹起节余应力,其对成形件的影响主要表此刻力学性能、尺寸稳固性、实质应用、组织稳固性等方面。

对力学性能的影响,高能激光束产生的极端条件使成形件拥有优胜的组织和性能,但因为节余应力的存在使得这一优胜性遇到影响,主假如对资料静载强度、疲惫强度、断裂韧性等性能的影响。

节余拉应力将降低资料的折服强度、极限强度及疲惫强度等,自然,必定条件下节余拉应力有利于提升稳固性;节余压应力降低资料的稳固性,相反,节余压应力能减缓应力集中,有效克制、延缓裂纹拓展而提升资料的疲惫寿命。

对构造尺寸的影响,激光快速成形实现了部件的近终自由成形,经过少量后期办理即可实质使用。

节余应力是一种不稳固的应力状态,它的存在必定影响成形件的构造尺寸。

原由是节余应力在外界要素的作用或时效作用下会发生变化〔废弛或衰减〕,其均衡状态遇到损坏,致使构造产生二次变形和节余应力的从头散布,从而降低了成形件的刚性和尺寸稳固性;对使用性能的影响,激光快速成形技术目前主要面向国防高科技领域,成形件的服役环境特别,节余应力的存在将影响成形件的服役寿命。

一方面,成形件在服役时期蒙受载荷所惹起的应力和节余应力的共同作用,假定两种应力迭加使部件工作应力增大,必定降低成形件的承载能力,造成受载失稳而过早发生断裂;另一方面,节余应力引起损坏的周期常常较长,受服役过程工作温度、工作介质和节余应力的共同作用易惹起构造无效,如在高温下因为热应力和节余应力综合作用而惹起热裂;在腐化介质中使用,节余拉应力的存在会惹起应力腐化开裂,最后致使构造损坏,降低成形件的使用寿命。

对组织稳固性的影响,激光快速成形技术主要进行合金的成形,成形组织多为多相组织,在必定条件下节余应力会惹起相转变,使资料微观组织发生变化,从而改变资料在某些特定条件下的使用要求。

此外,节余应力在必定的环境下也会影响到激光快速制备资料的电学、磁学等物理性能。

3节余应力的测试方法从节余应力的影响来看,多半状况下对成形件的使用是不利的,严重时可能造成重要损坏和事故。

所以,需要在使用过程严格差别对待和认真处理。

目前,对激光快速成形过程节余应力的研究尚不行熟。

实验研究激光快速成形过程节余应力的形成机理及散布规律拥有重要意义,能够优化成形工艺,控制节余应力的大小和散布,并为采纳相应的举措来降低或除去的节余应力的不利影响供给依照。

节余应力的测试技术展开到现在国内外已达数十种,按测试方法对被测试件有无损坏,可分为物理无损测试法和机械有损测试法两大类。

无损测试法有: X-射线衍射法、磁性法、超声波法、中子衍射法等,机械测试法有:切割全开释法、逐层切削法、钻孔法及以钻孔法为根基云纹干涉法和全息干涉法等,此中以钻孔法和 X-射线衍射法展开最为成熟,跟着工业技术的展开,人们对丈量技术提出了愈来愈高的要求,比较成熟的传统测试方法因自己的限制性而不可以完整合用和解决问题,于是追求方便、快速、正确、直观、无损地反应应力散布的测试方法是目前国内外有关学者努力探究的方向。

诸多节余应力测试方法各有优弊端。

下边,就实验测试成形件节余应力的方法进行精选:目前,激光快速成形以镍基高温合金、钛合金等非磁性资料为研究要点,故无损磁性法因为只合用于铁磁资料而不合用; X-射线衍射法只好测试资料表层〔几十微米内〕的节余应力,,不可以很好反应成形件内部的应力状态;切割法和逐层盘剥法因为测试过程复杂且精度不高,不宜采纳;小孔开释法展开和应用最为成熟,其测试原理简单、方法直观,技术上简单实现,只管受钻孔条件、附带钻削应变、开释系数等的影响,结果有必定偏差,但在定性或半定量的观察应力散布时是特别有效的;云纹干涉法和全息干涉法都是以小孔法为根基,并战胜了小孔法的缺少,进一步提升了测试精度和靠谱性,不过试验条件要求苛刻,在有条件的状况下,应当是首选的可行方法。

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