华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
采用激光熔注技术在Ti-6Al-4V表面制备了ZrO2p热障涂层,利用X-射线衍射、电子背散射衍射及扫描电镜技术,研究了激光熔注过程中ZrO2颗粒的组织演变规律。结果表明:通过原子固态扩散,团聚态ZrO2颗粒内的微粒尺寸增大,并由球状变为多面体状;激光熔注后,ZrO2颗粒中未发现单斜相(m-ZrO2);35%的稳定四方相(t'-ZrO2)转变为立方相(c-ZrO2);内应力降低,导致90%的正交相(o-ZrO2)转变为c-ZrO2。单个微粒内同时存在块状和纳米颗粒状t'-ZrO2和c-ZrO2,残留的o-ZrO2集中分布于微粒界面。ZrO2的组织演变使得微粒间的结合强度降低,促使ZrO2大颗粒离散成细小颗粒,提高了涂层的防热性能。
激光技术 金属基复合材料 激光熔注 团聚氧化锆 组织演变
1 华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 黑河象山水电厂, 黑龙江 黑河 164300
3 湖北工业大学工程技术学院, 湖北 武汉 430064
以铸造WC作为增强颗粒, 配合NiBSi自熔合金粉末, 采用激光熔注技术制备WC/NiBSi颗粒增强复合材料层。利用XRD、SEM和EDS对复合材料层的物相和微观组织进行表征分析, 利用维氏硬度计对复合材料层沿深度方向进行测试分析, 进行了室温干滑动摩擦磨损实验, 分析了复合材料层的耐磨损性能。研究表明, 复合材料层相组成主要有WC、W2C、M6C、(Fe, Ni), 碳化物主要以块状和破碎状存在于金属基体。复合材料层的平均硬度分别为525.04 HV0.2(L)、543.05 HV0.2(M)和564.92 HV0.2(H), 较基材有显著提升。复合材料层的磨损体积分别为淬火态H13钢的45%(L)、33%(M)和21%(H), 耐磨损性能优异。
激光技术 金属基复合材料 激光熔注 微观组织结构 磨损性能 laser technology metal matrix composite laser melt injection microstructure wear properties
1 华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
2 湖北工业大学工程技术学院, 湖北 武汉 430064
利用激光增材制造技术成形了薄壁结构件,采用粉末负离焦的方法解决了薄壁结构件成形过程中两端塌陷的问题,并分析了薄壁结构件的显微组织和力学性能。结果表明,当激光功率为1400 W,扫描速率为0.6 m·min-1,送粉速率为9.5 g·min-1时,获得了理想的单道熔覆层形貌。当单层提升量为0.57 mm时,薄壁结构件的表面无粘粉,无氧化色。熔覆层的高度和粉末利用率随粉末正负离焦量的增大而减小。薄壁结构件的显微组织主要为外延生长的树枝晶,离基体较近部位的枝晶较为粗大,而顶部为等轴晶组织。薄壁结构件的硬度高于基体的,且离基体较近部位的硬度较小。
激光技术 激光增材制造 薄壁结构件 粉末负离焦 显微组织 力学性能 激光与光电子学进展
2018, 55(8): 081405
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对运动目标在单帧图像中所占的比例较小, 传统的边缘提取方法在对整幅图像计算时产生大量冗余, 对噪声敏感, 提取出的运动目标轮廓不明显的缺点, 提出了一种基于帧差法和图像分块相结合的运动目标边缘检测方法。该方法首先对序列图像进行差分, 根据分块大小自适应选取阈值对图像进行分块, 完成对运动目标的细分割, 分离出运动区域和非运动区域, 然后对分割出来的运动区域进行边缘检测, 将边缘检测结果和差分结果进行“与”运算, 从而提取出运动目标轮廓。实验证明, 分块边缘检测方法能较为准确地提取出运动目标且能提取出清晰的运动目标边缘轮廓, 能满足实时性需要。
图像分块 帧差法 边缘检测 运动目标 阈值分割 image block frame difference edge detection moving target threshold segment
1 华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
2 湖北工业大学工程技术学院, 湖北 武汉 430064
研究了单晶高温合金的修复工艺对枝晶生长的影响,分析了不同底角V形槽对激光修复枝晶生长的影响。通过在DD5试样上进行激光熔覆来确定合适的工艺参数,发现减小热输入有利于扩大定向枝晶区域。DD6的搭接实验结果表明30%的搭接率有利于减小搭接区域的杂晶。选用合适的工艺参数对DD5试样的不同底角V槽进行修复。结果表明,V形槽底角在60°~120°的范围内变化时,底部枝晶生长方向变化不大,但侧壁附近杂晶会随着熔池温度的梯度方向与最优生长方向夹角的增大而减小。当V槽底角为120°时,侧壁区域不产生杂晶。
激光技术 单晶高温合金 激光修复 最优生长方向 枝晶生长 V槽