鎂合金增材制造技術(shù)

第1章鎂合金的特性、分類以及用途001
1.1鎂合金概述 001
1.1.1晶體結(jié)構(gòu) 002
1.1.2基本物理性能 002
1.1.3力學(xué)性能 003
1.1.4耐蝕性能 003
1.1.5純凈度 003
1.1.6合金元素 004
1.2鎂合金分類 008
1.2.1鑄造鎂合金 009
1.2.2變形鎂合金 011
1.3鎂合金特點(diǎn) 012
1.4傳統(tǒng)鎂的生產(chǎn)方法 014
1.5鎂合金的應(yīng)用 015
1.5.1在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用 017
1.5.2在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 017
1.5.3在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用 018
1.5.4在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用 018
參考文獻(xiàn) 019
第2章鎂合金熱力學(xué)020
2.1合金的正規(guī)溶液模型 020
2.1.1正規(guī)溶液模型 020
2.1.2正規(guī)溶液的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法 025
2.2合金熔體原子-分子共存熱力學(xué)模型 029
2.2.1合金熔體原子-分子共存理論模型 030
2.2.2二元合金溶液通用熱力學(xué)模型的構(gòu)建和求解方法 034
2.2.3Mg-Ca熔體原子-分子共存理論模型 036
2.2.4Mg-Sn熔體原子-分子共存理論模型 040
2.2.5Mg-Pb熔體原子-分子共存理論模型 043
2.3鎂合金熱力學(xué) 047
2.3.1Mg-Al-Zn三元系熱力學(xué) 047
2.3.2Mg-Al二元系熔體熱力學(xué) 048
2.3.3Mg-Zn二元系熔體熱力學(xué) 051
2.3.4Al-Zn二元系熔體熱力學(xué) 053
2.3.5Mg-Al-Zn三元系熔體熱力學(xué) 056
2.4常見鎂合金系相圖及組成 064
2.4.1Mg-Al系 064
2.4.2Mg-Zn系 066
2.4.3Mg-Mn系 068
2.4.4Mg-RE系 071
參考文獻(xiàn) 073
第3章傳統(tǒng)鑄造鎂合金的成分、組織與性能075
3.1鑄造態(tài)下鎂合金的成分、組織與性能 075
3.1.1Mg-Al系 075
3.1.2Mg-Zn系 078
3.1.3Mg-Li系 080
3.1.4Mg-RE系 082
3.2快速凝固下鎂合金的成分、組織與性能 084
參考文獻(xiàn) 087
第4章增材制造技術(shù)的特性、分類及應(yīng)用089
4.1增材制造技術(shù)概述 089
4.1.1增材制造技術(shù)發(fā)展背景 089
4.1.2增材制造技術(shù)發(fā)展歷程 090
4.2增材制造技術(shù)分類 092
4.2.1激光選區(qū)熔化（selective laser melting，SLM）技術(shù) 092
4.2.2電子束選區(qū)熔化（selective electron beam melting，SEBM）技術(shù) 096
4.2.3電弧熔絲（wire and arc additive manufacturing，WAAM）技術(shù) 098
4.2.4激光熔覆（laser cladding，LC）技術(shù) 099
4.2.5立體粉墨打印（three-dimension printing，3DP）技術(shù) 101
4.2.6立體光固化（stereolithography appearance，SLA）技術(shù) 102
4.2.7增材制造技術(shù)特點(diǎn) 103
4.3增材制造用原材料的分類、特性、制備及表征 104
4.3.1原材料的分類 104
4.3.2原材料的特性 108
4.3.3原材料的制備 109
4.3.4原材料的表征 110
4.4增材制造技術(shù)應(yīng)用 112
4.4.1在航空航天的應(yīng)用 112
4.4.2在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用 114
4.4.3在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用 116
參考文獻(xiàn) 119
第5章激光選區(qū)熔化鎂合金工藝-性能成型性調(diào)控121
5.1激光選區(qū)熔化鎂合金成型質(zhì)量影響因素 122
5.1.1基板對(duì)成型質(zhì)量的影響 122
5.1.2工藝參數(shù)選取對(duì)成型質(zhì)量的影響 124
5.1.3掃描速度對(duì)成型質(zhì)量的影響 125
5.1.4掃描間距對(duì)成型質(zhì)量的影響 130
5.1.5激光功率對(duì)成型質(zhì)量的影響 131
5.1.6激光選區(qū)熔化鎂合金成型質(zhì)量 131
5.2工藝參數(shù)及能量密度對(duì)激光選區(qū)熔化鎂合金成型質(zhì)量影響機(jī)理 136
5.2.1工藝參數(shù)對(duì)激光選區(qū)熔化鎂合金成型質(zhì)量影響機(jī)理 137
5.2.2能量密度對(duì)SLM AZ61鎂合金成型質(zhì)量影響機(jī)理 142
5.3工藝參數(shù)及能量密度對(duì)相對(duì)密度影響機(jī)理 144
5.3.1掃描速度對(duì)相對(duì)密度的影響 144
5.3.2掃描間距對(duì)相對(duì)密度的影響 146
5.3.3激光選區(qū)熔化鎂合金相對(duì)密度演變規(guī)律 146
5.4激光選區(qū)熔化鎂合金成型的相關(guān)問(wèn)題 149
5.4.1成型過(guò)程中的氧化問(wèn)題 149
5.4.2成型過(guò)程中的球化現(xiàn)象 150
5.4.3成型過(guò)程中的尺寸精度控制 152
5.4.4成型過(guò)程中的元素?zé)龘p 153
參考文獻(xiàn) 153
第6章激光選區(qū)熔化鎂合金表面質(zhì)量及控制157
6.1液態(tài)鎂合金的潤(rùn)濕性與球化行為 157
6.2液態(tài)鎂合金圓柱體的不穩(wěn)定性 159
6.3金屬液滴鋪展/凝固動(dòng)力學(xué) 161
6.3.1金屬液滴鋪展動(dòng)力學(xué) 161
6.3.2金屬液滴凝固過(guò)程動(dòng)力學(xué) 164
6.4激光選區(qū)熔化鎂合金表面成型后處理控制 170
6.4.1鎂合金成型后表面拋光處理 170
6.4.2激光表面處理 171
6.4.3表面噴涂處理 171
參考文獻(xiàn) 173
第7章激光選區(qū)熔化鎂合金顯微組織演變及性能174
7.1激光選區(qū)熔化鎂合金相圖、相組成及凝固過(guò)程 174
7.1.1激光選區(qū)熔化鎂合金相組成 174
7.1.2激光選區(qū)熔化鎂合金凝固路徑 176
7.2激光選區(qū)熔化鎂合金凝固過(guò)程及性能 177
7.2.1激光選區(qū)熔化鎂合金凝固與致密化 178
7.2.2激光選區(qū)熔化鎂合金凝固與殘余應(yīng)力 180
7.2.3激光選區(qū)熔化鎂合金凝固與成型質(zhì)量 182
7.3激光選區(qū)熔化鎂合金顯微組織 182
7.3.1激光選區(qū)熔化鎂合金組織演變規(guī)律 183
7.3.2激光選區(qū)熔化鎂合金晶粒尺寸及取向分布 189
7.3.3激光選區(qū)熔化鎂合金顯微組織的特點(diǎn) 194
7.4激光選區(qū)熔化鎂合金力學(xué)性能 198
7.4.1激光選區(qū)熔化鎂合金的強(qiáng)度 198
7.4.2激光選區(qū)熔化鎂合金的塑性 200
7.4.3激光選區(qū)熔化鎂合金斷裂機(jī)理 201
7.4.4激光選區(qū)熔化鎂合金的強(qiáng)韌性 204
7.4.5激光選區(qū)熔化鎂合金顯微硬度 207
7.4.6激光選區(qū)熔化鎂合金合金化對(duì)力學(xué)性能的影響 210
參考文獻(xiàn) 212
第8章激光選區(qū)熔化鎂合金熱處理216
8.1熱等靜壓工藝 216
8.2熱等靜壓參數(shù)的選取 217
8.3熱等靜壓下相組成、顯微組織及力學(xué)性能 218
8.3.1熱等靜壓下物相的組成 218
8.3.2熱等靜壓下顯微組織與演變規(guī)律 219
8.3.3熱等靜壓工藝對(duì)激光選區(qū)熔化鎂合金晶粒尺寸和相對(duì)密度的影響 224
8.3.4熱等靜壓對(duì)激光選區(qū)熔化鎂合金顯微硬度的影響 225
8.3.5熱等靜壓對(duì)激光選區(qū)熔化鎂合金力學(xué)性能的影響 226
8.3.6熱等靜壓下激光選區(qū)熔化鎂合金斷裂機(jī)理 228
8.4固溶熱處理工藝 229
8.5激光選區(qū)熔化鎂合金熱處理制度設(shè)置 231
8.6固溶熱處理下顯微組織及力學(xué)性能 232
8.6.1固溶熱處理對(duì)激光選區(qū)熔化鎂合金顯微組織演變的影響 232
8.6.2固溶熱處理對(duì)激光選區(qū)熔化鎂合金晶粒尺寸的影響 235
8.6.3固溶熱處理對(duì)激光選區(qū)熔化鎂合金力學(xué)性能的影響 236
8.6.4固溶熱處理下激光選區(qū)熔化鎂合金斷裂機(jī)理 237
8.7激光選區(qū)熔化鎂合金熱處理對(duì)析出相的影響規(guī)律 238
8.7.1激光選區(qū)熔化鎂合金析出相析出行為 238
8.7.2最佳固溶制度下激光選區(qū)熔化鎂合金第二相分解動(dòng)力學(xué) 239
8.8激光選區(qū)熔化鎂合金及熱處理下的強(qiáng)化機(jī)理 241
8.8.1強(qiáng)化機(jī)制分類 241
8.8.2同狀態(tài)下激光選區(qū)熔化鎂合金強(qiáng)化機(jī)理 243
參考文獻(xiàn) 244
第9章人工智能下激光選區(qū)熔化鎂合金246
9.1概述 246
9.2基于智能算法預(yù)測(cè)成型參數(shù) 246
9.2.1工藝參數(shù)分析 247
9.2.2工藝參數(shù)選取 248
9.2.3正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 249
9.2.4基于智能算法的表面粗糙度預(yù)測(cè)模型 252
9.2.5支持向量回歸算法 252
9.2.6彈性網(wǎng)絡(luò)回歸算法 254
9.2.7線性回歸算法 255
9.2.8貝葉斯算法 256
9.2.9幾種算法模型預(yù)測(cè)結(jié)果的分析對(duì)比 257
9.3算法與優(yōu)化 257
9.4量子遺傳算法 258
9.4.1QGA-SVR預(yù)測(cè)模型建立 259
9.4.2算法策略選擇 261
9.4.3表面粗糙度預(yù)測(cè)結(jié)果 263
參考文獻(xiàn) 264
第10章激光選區(qū)熔化鎂合金工程應(yīng)用設(shè)計(jì)、成型實(shí)例及經(jīng)濟(jì)效益265
10.1成型零件及建模 265
10.2工程應(yīng)用設(shè)計(jì) 266
10.3經(jīng)濟(jì)效益分析 269
參考文獻(xiàn) 270