一种组织及应力双梯度金属构件的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种组织及应力双梯度金属构件的制备方法，包括：获取微观组织与增材制造工艺参数的映射关系式；依据映射关系式，对具有梯度组织的金属构件进行增材制造；对具有梯度组织的金属构件进行内应力去除，获得零应力梯度微观组织金属构件；利用激光冲击在零应力梯度微观组织金属构件的表层引入残余压应力，获得组织及应力双梯度金属构件。该组织及应力双梯度金属构件的制备方法的目的是解决现有梯度金属材料的强度、表面抗疲劳及耐磨损综合性能相对较差的问题。性能相对较差的问题。性能相对较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种组织及应力双梯度金属构件的制备方法


[0001]本专利技术涉及梯度材料制备
，具体涉及一种组织及应力双梯度金属构件的制备方法。

技术介绍

[0002]梯度材料是指内部具有均匀或非均匀变化组分，不同区域表现出差异化性能，满足特殊使用要求的新型材料。就梯度金属材料而言，常见的梯度金属材料包括具有梯度微观组织的金属材料和具有梯度应力结构的金属材料。梯度微观组织能够实现材料强度和韧性的双高，特别是由表层细晶向内部粗晶梯度过渡的结构，可由表层细晶提供优异的塑性、并由芯部粗晶提供良好的强度。梯度应力则能够实现材料表面性能的提升，特别是表层压应力向芯部拉应力梯度过渡的结构，可由表层压应力中和部分服役外载荷，延缓材料表面破损发生的时间，获得疲劳、磨损等性能的提升。
[0003]专利CN113510248B公开了一种通过调整搭接距离、送粉速率、激光光斑大小、熔池搭接率、激光功率等工艺参数，制备得到了梯度组织的钛合金整体叶盘的专利，但其不具备梯度应力分布。专利CN104588650B公开了一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，实现了零件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组织及应力双梯度金属构件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取微观组织与增材制造工艺参数的映射关系式；依据所述映射关系式，对具有梯度组织的金属构件进行增材制造；对所述具有梯度组织的金属构件进行内应力去除，获得零应力梯度微观组织金属构件；利用激光冲击在所述零应力梯度微观组织金属构件的表层引入残余压应力，获得组织及应力双梯度金属构件。2.根据权利要求1所述的组织及应力双梯度金属构件的制备方法，其特征在于，所述获取微观组织与增材制造工艺参数的映射关系式，具体包括如下步骤：计算待加工试块的累计输入能量，并采用金相法测定所述待加工试块的平均晶粒尺寸；利用所述平均晶粒尺寸、所述累计输入能量分别对微观组织、增材制造工艺参数进行参量化表示，获取第一参量式、第二参量式；依据所述第一参量式及所述第二参量式，获取所述平均晶粒尺寸与所述累计输入能量之间的映射关系式。3.根据权利要求2所述的组织及应力双梯度金属构件的制备方法，其特征在于，所述计算待加工试块的累计输入能量，具体包括如下步骤：以设定激光功率制备所述待加工试块，并记录加工时间；依据所述设定功率及所述加工时间，计算所述累计输入能量。4.根据权利要求2所述的组织及应力双梯度金属构件的制备方法，其特征在于，所述依据所述第一参量式及所述第二参量式，获取所述平均晶粒尺寸与所述累计输入能量之间的映射关系式，具体包括如下步骤：通过最小二乘法及非线性函数拟合获得所述平均晶粒尺寸与所述累计输入能量之间的映射关系；依据所述映射关系，获得所述平均晶粒尺寸与所述增材制造工艺参数之间的映射关系式。5.根据权利要求1所述的组织及应力双梯度金属构件的制备方法，其特征在于，所述依据所述映射关系式，对具有梯度组织的金属构件进行增材制造，具体为：采用累计输入能量E1制备厚度为Δh1的增材层，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙汝剑，曹子文，车志刚，邹世坤，吴俊峰，薛晴江，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：