镍钛合金粉末激光选区熔化成形工艺研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

镍钛合金(niti)作为一种独特的形状记忆合金，具有优异的形状记忆效应、超弹性、生物相容性和耐腐蚀性，在航空航天、生物医疗、机械制造等领域展现出广阔的应用前景。

然而，传统的镍钛合金加工方法，如机加工、铸造等，存在加工效率低、材料浪费大、难以制备复杂形状零件等缺点。

激光选区熔化(slm)技术作为一种新型的增材制造技术，可以逐层熔化金属粉末，实现复杂三维结构的快速成形，为镍钛合金的加工提供了新的思路。

2. 本选题国内外研究状况综述

镍钛合金粉末激光选区熔化成形技术作为一种新兴的增材制造技术，近年来受到国内外学者的广泛关注，并取得了一系列的研究成果。

#国内研究现状国内对于镍钛合金粉末激光选区熔化成形技术的研究起步相对较晚，但近年来发展迅速。

一些高校和科研院所，如清华大学、上海交通大学、西安交通大学等，在镍钛合金粉末激光选区熔化成形工艺参数优化、成形件组织性能表征、缺陷控制等方面取得了一定的进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

#主要内容本研究将从以下几个方面对镍钛合金粉末激光选区熔化成形工艺进行深入研究：
1.镍钛合金粉末激光选区熔化成形机理研究:-分析激光选区熔化成形的原理，以及激光与镍钛合金粉末相互作用的机制。

-研究镍钛合金粉末的物理特性，包括粒度分布、流动性、激光吸收率等，以及这些特性对成形过程的影响。

2.工艺参数对成形质量的影响:-系统研究激光功率、扫描速度、铺粉厚度、扫描路径等关键工艺参数对成形件致密度、显微组织、力学性能、表面质量等的影响规律。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究和数值模拟相结合的方法，具体步骤如下：
1.文献调研:广泛查阅国内外相关文献，了解镍钛合金粉末激光选区熔化成形技术的最新研究进展、关键工艺参数、成形件性能等信息，为研究方案的设计提供参考。

2.粉末材料制备:选择合适的镍钛合金粉末材料，并对其进行物理特性表征，包括粒度分布、流动性、激光吸收率等，为后续的成形实验提供基础数据。

3.激光选区熔化成形实验:利用激光选区熔化成形设备，根据预先设计的实验方案，制备不同工艺参数下的镍钛合金成形件。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.系统研究镍钛合金粉末激光选区熔化成形过程中熔池动力学行为:通过数值模拟方法，深入研究激光选区熔化成形过程中镍钛合金粉末的熔池动力学行为，建立熔池温度场和流场的数值模型，揭示熔池流动和凝固行为对成形件组织和性能的影响规律，为优化成形工艺参数提供理论依据。

2.探索新的工艺参数优化方法:采用正交试验设计等方法，结合数值模拟结果，优化激光选区熔化成形工艺参数，确定最佳的成形工艺窗口，以获得高质量的镍钛合金成形件。

3.开发新型的镍钛合金粉末材料:研究新型的镍钛合金粉末材料，如纳米晶镍钛合金粉末、多孔镍钛合金粉末等，探索其在激光选区熔化成形中的应用潜力，以提高成形件的性能和功能性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 黄文明, 周杰, 吴迪, 等. 激光选区熔化成形镍钛合金显微组织与力学性能[j]. 中国激光, 2022, 49(10): 1002001.

2. 刘洋, 刘红林, 朱明亮, 等. 激光选区熔化成形镍钛合金的研究进展[j]. 金属热处理, 2021, 46(7): 1-9.

3. 郭建亭. 激光选区熔化钛合金的组织与性能调控[j]. 中国材料进展, 2023, 42(3): 248-265.