电弧增材制造00Cr13Ni5Mo合金组织及性能的研究

基于机器人MIG焊接技术和快速成形原理,实现了00Cr13Ni5Mo不锈钢材料的电弧增材制造,研究了成形路径和热处理对电弧增材制造沉积层组织和性能的影响。结果表明,不锈钢一字型路径成形试样中针状马氏体的数量要多于弓字型路径成形试样;沉积态试样经过1 000℃奥氏体化处理后,一字型路径成形试样较弓字型的奥氏体晶粒晶界更加明显,晶界处有条状铁素体析出;而经过600℃回火处理后,一字型路径成形试样的逆变奥氏体形态多为条状,但较弓字型路径成形试样中的更为细小。一字型沉积态不锈钢试样的硬度(HV)为400~440,抗拉强度高于1 200 MPa,硬度和抗拉强度相比奥氏体化、600℃回火试样高,且比弓字型的力学性能有所提高。     

GH4169镍基高温合金TIG焊接修复组织和性能研究

针对GH4169镍基高温合金表面损伤的修复问题,研究了不同工艺参数以及直接时效热处理工艺对TIG焊接修复GH4169高温合金试样微观组织、显微硬度及拉伸性能的影响。结果表明:修复试样可分为修复区(RZ)、部分熔化区(PMZ)、热影响区(HAZ)和基材区(SZ)几个部分,且随着焊接速度和送丝速度的增大, HAZ与PMZ的宽度及晶粒大小呈现下降的趋势。HAZ受电弧热影响晶粒粗化;PMZ处晶界特别是三角晶界熔化并在后续凝固形成γ+Laves相组织,局部晶粒表现为细化。显微硬度测试结果显示,焊接修复后硬度分布规律为HAZPMZRZ,直接时效热处理后各个区域的硬度值得到显著提高,但分布规律基本未变。室温拉伸结果显示,采用较低的焊接电流、较高的焊接速度与送丝速度,修复后试样的拉伸性能更加优异;直接时效热处理后修复试样的抗拉强度大幅提高,最高达到了1110MPa,接近锻件标准。     

电磁辅助激光修复Inconel718高温合金的组织及拉伸性能

本文以镍基高温合金Inconel718为研究的修复材料,对损伤V型槽添加不同磁场电流进行了电磁搅拌辅助激光修复试验,研究了不同磁场电流对单道修复形貌和多层修复区组织性能的影响。显微组织表明：优化工艺参数后使激光快速成形的修复区和基体形成了致密的冶金结合,未施加电磁搅拌的修复区组织为沿沉积方向外延生长的粗大柱状晶,随着磁场强度的增大,从而加剧液态金属的对流作用,液态金属强烈的对流作用对枝晶间 g+Laves共晶反应有影响,抑制Laves相的生长。电磁搅拌在一定程度下可以提高液态金属的铺展性,未添加磁场时单道的沉积宽度与沉积高度比值为3.26,随着磁场强度(20A、40A、60A)增大,比值分别为3.33、4.14和5.14。对修复件进行了拉伸力学性能测试,未施加磁场时,修复件的抗拉强度最高为487MPa,随着磁场强度(20A、40A、60A)增加,抗拉强度逐渐得到提升,分别为510MPa、673MPa、770MPa。     

电磁辅助激光成形修复GH4169合金Laves相分析

利用电磁搅拌辅助激光成形技术修复带有V形槽缺陷的GH4169高温合金,通过改变磁场电流强度比较了修复区Laves相形貌与体积分数,并测量了枝晶间、枝晶干Nb元素含量,研究了磁场电流大小与元素偏析和材料硬度之间的关系。实验研究结果表明：电磁搅拌作用下Laves相的形貌发生了明显改变,由连续网状分布逐渐变为短蠕虫状和颗粒状,Laves相的体积分数有所减小;枝晶干g基体Nb元素的含量随着搅拌磁场的增大而增加,当磁场电流为60A时,Nb元素的平均含量达到3.72 wt.%,较未施加电磁搅拌的试样增加了0.33wt.%。硬度测试显示电磁搅拌作用显著提高了修复试样的显微硬度,这与Nb等合金元素在枝晶干基体g相中固溶度的提高有关。分析认为,电磁搅拌促进了垂直于枝晶生长方向熔池液态金属的流动,促进了溶质元素的均匀分布,使枝晶臂的生长更发达,共晶组织分布更均匀。