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两种高温合金激光表面改性技术的研究

谢红委  
【摘要】:镍基高温合金具有较高的高温强度、塑性、组织稳定性及良好的抗氧化和抗腐蚀性能,已广泛应用于航空航天和燃气轮机工业。因其价格昂贵且在极端恶劣环境下使用,国内外十分注视高温合金及其零部件的表面改性及再制造修复。本文以高温合金GH_3044和GH4169为研究对象,采用HGL-6000型连续CO_2多功能数控激光加工设备对GH_3044合金进行激光表面熔凝试验,对GH4169合金进行激光熔覆Co基合金涂层试验,并利用金相显微镜、扫描电镜及显微硬度计测试和分析了熔凝层、熔覆层及其结合区的显微组织和硬度的变化,研究了工艺参数对激光熔凝层和熔覆层组织与性能的影响,以及稀土氧化物Y_2O_3对Co基熔覆涂层的影响。得到以下结论: (1)GH3044合金激光表面熔凝层主要由大量细长柱状枝晶组成;经过900℃时效100h,各工艺条件下熔凝层有大量沉淀相析出,而且P/v越大,析出的沉淀相越细小、弥散;所有熔凝组织经1160℃,1h固溶处理后,晶粒均出现粗化现象,沉淀相也减少; (2)随着激光比能的增加,GH4169合金激光熔覆Co基涂层的稀释率增加,组织也变得粗大; (3)在GH4169合金多道熔覆搭接试验中,各道熔覆层之间的搭接区组织较粗大;而且与相同工艺参数下的单道熔覆层相比,多道搭接熔覆层的稀释率明显增加,硬度也随之下降; (4)添加适量Y_2O_3可细化GH4169合金熔覆层组织,提高硬度,但当加入1.2% Y_2O_3时,熔覆层的硬度有所下降。


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