cocrmo合金激光选区熔化成型工艺与组织性能研究

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1、硕士学位论文CoCrMo合金激光选区熔化成型工艺与组织性能研究作者姓名王赟达学科专业机械电子工程指导教师杨永强教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月Thestudyonprocess,microstructureandpropertiesofCoCrMoalloymanufacturedbySelectiveLaserMeltingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangYundaSupervisor：Prof.YangY

2、ongqiangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TG665学校代号：10561学号：201220100581华南理工大学硕士学位论文CoCrMo合金激光选区熔化成型工艺与组织性能研究作者姓名：王赞达指导教师姓名、职称：杨永强教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：机械电子工程研究方向：激光加工及激光快速成型论文提交日期：2015年4月21日论文答辩日期：2015年6月7日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：华南理工大

3、学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期A/r年Z月4日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮P:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件

4、和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。木保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名日期：kd"指导教师签名：曰期;作者联系电话

5、：电子邮箱联系地址(含邮编>摘要CoCrMo合金是最常见的医用金属材料之一，其可加工能力强、性能良好，在医学领域具有广阔的应用前景。近年来，随着增材制造技术（AdditiveManufacturing，AM）的发展，个性化的制造进程加快，而激光选区熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）是金属增材制造领域的代表性技术，能够直接快速成型具有复杂结构、高性能、高精度的功能零件，为CoCrMo合金在医学领域的个性化直接制造提供基础。本文以符合ASTMF75标准的CoCrMo合金粉末作为实验材料，通过

6、激光选区熔化技术直接成型，对成型工艺及成型件性能进行基础研究与分析。主要内容包括以下几个方面：（1）在成型工艺方面，对SLM成型中的关键问题进行分析研究，在此基础上对CoCrMo合金进行工艺优化，选取激光功率、扫描速度、扫描间距三个重要因素进行实验分析。通过正交试验与响应曲面分析方法对成型因素之间的交互作用进行研究，获得优化的参数组合，可以使成型致密度在98%以上。观察SLM成型CoCrMo合金的显微组织并测试相关成分，成型件在常温下主要存在一种相，显微组织致密，熔道特征明显。成型后样件的元素含量变化较小，符合

7、ASTMF75标准要求。（2）在成型质量方面，通过优化的工艺参数成型CoCrMo合金样件，从成型样件的表面精度、尺寸精度及缺陷检测等多个方面进行研究。SLM成型CoCrMo合金的表面粗糙度约为20μm，且可以通过不同的后处理工艺进行改善。由于受成型机理的影响，实际中成型尺寸和形状会产生误差，但误差偏移率均在1%以下。通过探伤检测发现成型件表面及内部无裂纹、夹杂等缺陷，成型质量要优于铸造件。（3）在成型性能方面，对成型件的机械性能、耐腐蚀性能、残余应力等多个方面进行实验测试，全面地分析SLM成型CoCrMo合金的

8、性能。可以得到，SLM直接成型CoCrMo合金的强度和耐腐蚀性均优于铸造件，但韧性较差，成型中存在应力分布不均的现象。在此基础上，对CoCrMo合金的相图进行分析探讨，制定合理的热处理实验方案，通过不同的热处理条件改善SLM成型CoCrMo合金的性能，保证成型件的综合性能满足ASTMF75标准要求。通过本文的研究，能够为SLM成型CoCrMo合金在医学植入体领域的应用提供依据，对CoC