先进燃气轮机设计制造基础专著系列 高温透平叶片增材制造技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 透平叶片制造的国内外现状 1

1.2 透平叶片增材制造研究进展 6

1.2.1 型芯型壳一体化铸型制造技术 6

1.2.2 激光金属直接成形技术 9

参考文献 13

第2章 凝胶注模原理 16

2.1 凝胶注模原理 16

2.2 凝胶注模模具 18

2.3 陶瓷浆料 20

2.3.1 陶瓷浆料制备 20

2.3.2 陶瓷浆料的粘度 24

2.3.3 粘度预测理论模型 32

2.4 陶瓷浆料充型能力 37

2.5 真空振动成形 42

2.6 本章小结 49

参考文献 49

第3章 陶瓷铸型坯体冷冻干燥 54

3.1 引言 54

3.2 陶瓷铸型坯体冷冻干燥 56

3.2.1 冷冻干燥原理 56

3.2.2 冷冻过程 58

3.2.3 升华干燥 66

3.3 陶瓷铸型坯体冷冻干燥特性 69

3.3.1 冷冻干燥坯体力学性能 69

3.3.2 冷冻干燥收缩率 70

3.3.3 临界干燥收缩率 71

3.4 冷冻干燥工艺能力评价 75

3.5 本章小结 77

参考文献 77

第4章 陶瓷铸型坯体脱脂工艺 79

4.1 引言 79

4.2 热应力计算 80

4.2.1 变形协调方程 80

4.2.2 热应力求解 81

4.2.3 结果分析 86

4.3 实验准备 86

4.3.1 光固化树脂原型热解特性 86

4.3.2 光固化树脂原型弹性模量 88

4.3.3 热膨胀系数测定 90

4.3.4 陶瓷坯体性能 90

4.4 有限元分析 91

4.4.1 有限元模型建立 92

4.4.2 求解方案 93

4.4.3 求解过程 93

4.4.4 结果讨论 94

4.5 脱脂工艺 100

4.6 本章小结 104

参考文献 105

第5章 陶瓷铸型综合性能 107

5.1 引言 107

5.2 综合性能测试 109

5.3 收缩率理论计算 111

5.4 陶瓷配方优化 113

5.5 烧结工艺 115

5.5.1 烧结工艺参数 115

5.5.2 烧结工艺方案 117

5.6 真空压力浸渍 120

5.6.1 浸渍深度理论计算 121

5.6.2 真空压力浸渍实验 123

5.6.3 多次浸渍 128

5.7 浸渍强化机理 130

5.8 本章小结 134

参考文献 134

第6章 透平叶片快速制造 136

6.1 铸型的型芯型壳连接结构 136

6.1.1 光固化原型结构设计 136

6.1.2 型芯型壳连接结构优化 138

6.2 透平叶片的浇注工艺 148

6.2.1 浇注系统设计 148

6.2.2 浇注系统模拟优化 150

6.2.3 浇注工艺优化 158

6.3 制造实例 162

6.3.1 双层壁透平叶片 164

6.3.2 带有扩张-收缩气膜孔透平叶片 168

6.3.3 工艺比较 170

6.4 透平叶片的微观组织与精度 172

6.5 本章小结 176

参考文献 176

第7章 激光金属直接成形同轴粉末流场特征 178

7.1 引言 178

7.2 同轴粉末流场数值模拟 180

7.2.1 同轴喷嘴模型 180

7.2.2 计算与分析 184

7.2.3 实例 189

7.3 实体结构对粉末流场汇聚特性的影响规律 190

7.3.2 参数设计与网格划分 191

7.3.3 计算与分析 193

7.3.4 实例 197

7.4 本章小结 198

参考文献 199

第8章 激光金属直接成形工艺 201

8.1 引言 201

8.2 工艺参数对单道成形尺寸的影响 202

8.2.1 单道成形尺寸的理论推导 202

8.2.2 实验验证 207

8.2.3 工艺参数 214

8.3 工艺参数对单道多层成形的影响 216

8.3.1 评价指标 217

8.3.2 激光功率 219

8.3.3 z轴增量 223

8.3.4 粉末流场离焦量 225

8.4 工艺参数对多道多层成形的影响 233

8.4.1 评价指标和成形特征 234

8.4.2 搭接率 236

8.4.3 变速度 239

8.5 本章小结 244

参考文献 245

第9章 激光金属直接成形残余应力 248

9.1 引言 248

9.2 薄壁件几何结构对残余应力的影响 250

9.2.1 物理模型 250

9.2.2 残余应力模拟计算 251

9.2.3 实验验证 260

9.3 扫描路径对薄壁件残余应力的影响 263

9.3.1 实验方法 263

9.3.2 实验结果 265

9.3.3 实验分析 266

9.4 薄壁透平叶片样件的制造 267

9.5 本章小结 269

参考文献 269

第10章 激光金属直接成形组织 272

10.1 引言 272

10.2 DZ125L高温合金的LMDF成形组织 274

10.2.1 DZ125L高温合金 274

10.2.2 单层定向晶生长特点 275

10.2.3 多层定向晶生长特点 278

10.2.4 定向生长的影响因素 280

10.2.5 组织缺陷 286

10.2.6 力学性能 288

10.3 液氩冷却对定向组织生长的影响 294

10.3.1 液氩喷射实验 294

10.3.2 结果与分析 297

10.4 本章小结 299

参考文献 300

第11章 激光金属直接成形透平叶片 303

11.1 引言 303

11.2 透平叶片扫描路径 304

11.2.1 光栅式扫描路径 304

11.2.2 轮廓式扫描路径 306

11.2.3 混合式扫描路径 310

11.3 透平叶片LMDF成形温度场特征 312

11.3.1 数理模型建立 312

11.3.2 模拟结果分析 314

11.3.3 实验验证 320

11.4 透平叶片制造 323

11.4.1 单层壁空心透平叶片 323

11.4.2 双层壁空心透平叶片 324

11.5 本章小结 325

参考文献 326