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两种高温合金激光表面改性技术的研究

作　者: 谢红委
导　师: 张峻巍
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 激光表面改性 高温合金 激光熔覆 激光熔凝 稀土元素
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 33次
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内容摘要


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GH3044和GH4169为研究对象,采用HGL-6000型连续CO2多功能数控激光加工设备对GH3044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Y2O3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Y2O3可细化GH4169合金熔覆层组织,提高硬度,但当加入1.2% Y2O3时,熔覆层的硬度有所下降。

全文目录


中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1. 绪论  9-21
  1.1 高温合金及其应用  9-10
  1.2 激光表面改性技术  10-14
    1.2.1 激光表面淬火技术  10-11
    1.2.2 激光表面合金化技术  11-12
    1.2.3 激光熔覆技术  12-14
    1.2.4 激光表面改性技术的应用与发展  14
  1.3 高温合金激光表面改性技术的研究现状  14-18
    1.3.1 激光表面熔凝技术的研究现状  14-16
    1.3.2 激光表面熔覆技术的研究现状  16-18
  1.4 本文研究的目的意义及主要内容  18-21
2. 试验方案  21-27
  2.1 试验材料  21-23
    2.1.1 基体  21-22
    2.1.2 熔覆涂层材料  22-23
  2.2 试验设备  23-24
    2.2.1 C0_2激光表面处理设备  23
    2.2.2 高温箱式电阻炉  23-24
    2.2.3 其它分析和测试设备  24
  2.3 试验方法  24-27
    2.3.1 激光表面熔凝试验  24-25
    2.3.2 激光表面熔覆试验  25-26
    2.3.3 金相试样制备  26
    2.3.4 显微组织观察  26
    2.3.5 显微硬度测量  26-27
3.GH3044 合金激光表面熔凝试验的研究  27-36
  3.1 熔凝层的显微组织  27-30
  3.2 激光工艺参数对熔凝层的影响  30
    3.2.1 扫描速度对熔凝层组织的影响  30
    3.2.2 激光功率对熔凝层组织的影响  30
  3.3 时效和固溶对熔凝层组织的影响  30-35
  3.4 本章小结  35-36
4.GH4169 合金激光表面熔覆试验的研究  36-50
  4.1 单道激光熔覆试验  36-42
    4.1.1 熔覆层的外观质量和稀释率  36-38
    4.1.2 熔覆层的组织结构  38-39
    4.1.3 工艺参数对熔覆层显微组织的影响  39-41
    4.1.4 熔覆层的显微硬度  41-42
  4.2 多道激光熔覆试验  42-47
    4.2.1 熔覆层显微组织特征  42-45
    4.2.2 熔覆层成分分布  45-46
    4.2.3 搭接区稀释率和显微硬度  46-47
  4.3 稀土氧化物Y_20_3对熔覆层组织与性能的影响  47-49
    4.3.1 Y_20_3对熔覆层组织的影响  47
    4.3.2 Y_20_3对显微硬度的影响  47-49
  4.4 本章小结  49-50
5. 结论  50-51
参考文献  51-56
致谢  56-57
攻读学位期间发表的学术论文目录  57

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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