《3D打印金屬材料》較為系統(tǒng)地總結了國內(nèi)外3D打印金屬材料技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、最新研究進展和發(fā)展趨勢，重點介紹了3D打印用球形金屬粉末、金屬3D打印的基礎科學問題，并且按照材料體系，對3D打印鈦合金、鋼鐵材料、鋁合金、高溫合金、金屬間化合物、難熔金屬以及高熵合金的組織、增材再制造材料的性能和應用進行了論述。
本書可供從事3D打印材料研發(fā)、設計、生產(chǎn)、應用的科研、工程技術人員及相關部門管理人員參考閱讀，也可作為大專院校相關專業(yè)本科生及研究生的輔助教材。
湯慧萍，西北有色金屬研究院副總工程師 ，教授級高級工程師，博導，享受國務院政府特殊津貼，新世紀百千萬人才國家 級人選，全國有色金屬行業(yè)勞動模范，陜西省三秦學者特聘專家。主持完成國家 級科研項目20余項，獲省部級以上科技獎16項，其中國家科技進步二等獎1項，省部級科技進步一等獎4項，二等獎4項。獲授權發(fā)明專利55項，制定國標及行業(yè)標準5項，發(fā)表SCI論文161篇，合著專著6部。帶領團隊將科技成果進行轉化，成立了2個高技術新材料公司，產(chǎn)品應用于潔凈煤、核工業(yè)、多晶硅等行業(yè)，促進了相關產(chǎn)業(yè)的技術進步與轉型升級。成功組建2個國家 級平臺：金屬多孔材料國家重點實驗室及粉末冶金研制平臺，致力于組建我國金屬多孔材料技術與人才基地，提升我國稀有金屬粉末冶金的裝備水平與服務能力。
第1章金屬3D打印概述1
1.1金屬3D打印的定義和分類2
1.1.1金屬3D打印的定義和特點2
1.1.2金屬3D打印工藝分類3
1.2金屬3D打印的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀8
1.2.1國外金屬3D打印技術發(fā)展歷史8
1.2.2國內(nèi)金屬3D打印技術發(fā)展歷史9
1.2.3金屬3D打印研究和應用現(xiàn)狀10
1.3金屬3D打印技術的發(fā)展趨勢13
參考文獻14
第2章3D打印用球形金屬粉末17
2.1金屬3D打印用粉末研究現(xiàn)狀18
2.1.1粉末特性對金屬3D打印工藝過程的影響19
2.1.2粉末特性對金屬3D打印制件性能的影響29
2.2金屬3D打印用粉末制備技術及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀36
2.2.1金屬3D打印用粉末代表性制備技術36
2.2.2金屬3D打印用粉末制備技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀48
2.3金屬3D打印用粉末發(fā)展趨勢及建議50
參考文獻51
第3章金屬3D打印的基礎科學問題55
3.1基礎科學問題概述56
3.2能量源與原材料多元融合交互作用機制57
3.2.1金屬粉末/絲材對能量源的吸收行為58
3.2.2粉末物理特性與3D打印的交互作用機制58
3.3多尺度、多因素熱物理耦合作用下非平衡凝固冶金機理61
3.3.1極速熔化及冷卻過程的熔池內(nèi)單晶粒生長行為61
3.3.2循環(huán)受熱過程沉積層界面重熔及其冶金機理62
3.3.33D打印沉積組織特征63
3.43D打印沉積態(tài)組織演化機理及形/性調(diào)控工藝與方法65
3.4.13D打印工藝參數(shù)的冶金組織調(diào)控66
3.4.23D打印構件的微觀組織調(diào)控66
3.4.3添加增強相或合金化元素實現(xiàn)3D打印組織細化67
3.4.4輔助外場解決和實現(xiàn)鑄造組織細晶強化68
3.4.5輔助塑性變形實現(xiàn)3D打印組織細晶強化68
3.5內(nèi)應力、冶金缺陷的形成機制及構件變形開裂預防控制69
3.5.1內(nèi)應力演化及其變形69
3.5.2輔助塑性變形細晶組織70
參考文獻70
第4章3D打印鈦合金77
4.13D打印鈦合金概述78
4.23D打印鈦合金的組織特點78
4.2.13D打印α型鈦合金的微觀組織79
4.2.23D打印α+β型鈦合金的微觀組織81
4.2.33D打印β型鈦合金的微觀組織89
4.2.4熱等靜壓及熱處理對3D打印鈦合金微觀組織的影響93
4.33D打印鈦合金的力學性能100
4.3.13D打印零件力學性能測試的相關標準100
4.3.23D打印鈦合金的靜態(tài)拉伸力學性能101
4.3.33D打印鈦合金的疲勞性能107
4.43D打印鈦合金的應用領域110
4.53D打印鈦合金存在的主要問題及建議113
參考文獻113
第5章3D打印鋼鐵材料121
5.13D打印鋼鐵材料概述122
5.23D打印鋼鐵材料分類及特征122
5.33D打印鋼鐵材料組織特征123
5.3.1奧氏體不銹鋼123
5.3.2馬氏體不銹鋼132
5.3.3超高強度鋼139
5.43D打印鋼鐵材料力學性能143
5.4.1奧氏體不銹鋼144
5.4.2馬氏體不銹鋼146
5.4.3超高強度鋼148
5.53D打印鋼鐵材料存在的主要問題及建議150
參考文獻150
第6章3D打印鋁合金153
6.13D打印鋁合金概述154
6.23D打印鋁合金的組織特點與性能156
6.2.13D打印鋁合金組織特點156
6.2.23D打印鋁合金力學性能178
6.2.33D打印鋁合金的摩擦磨損性能188
6.2.43D打印鋁合金的耐腐蝕性能189
6.33D打印鋁合金存在的主要問題及建議192
參考文獻194
第7章3D打印高溫合金201
7.13D打印高溫合金概述202
7.23D打印高溫合金的分類203
7.33D打印鎳基高溫合金的組織特征203
7.3.1沉積態(tài)組織204
7.3.2熱處理態(tài)組織215
7.43D打印鎳基高溫合金的性能221
7.4.1拉伸性能221
7.4.2疲勞性能226
7.4.3持久及蠕變性能233
7.53D打印高溫合金存在的主要問題及建議235
參考文獻235
第8章3D打印金屬間化合物、難熔金屬、高熵合金239
8.13D打印金屬間化合物240
8.1.13D打印TiAl金屬間化合物240
8.1.23D打印其他金屬間化合物253
8.23D打印難熔金屬257
8.2.13D打印鎢及鎢基合金258
8.2.23D打印鉭268
8.33D打印高熵合金273
8.43D打印其他金屬材料存在的問題277
參考文獻278
第9章增材再制造材料283
9.1增材再制造技術概述284
9.1.1再制造的內(nèi)涵和特點284
9.1.2增材再制造技術方法及其特點285
9.2增材再制造材料及其國內(nèi)外現(xiàn)狀287
9.2.1增材再制造材料分類及質量要求287
9.2.2增材再制造材料體系289
9.2.3增材再制造材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的主要問題298
9.3增材修復與再制造材料的發(fā)展趨勢與建議300
參考文獻302
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