[例40]微弧火花沉积技术在涡轮叶片表面强化与修复中的应用

<正>涡轮叶片是航空发动机/燃气轮机的核心部件,在服役过程中容易产生磨损、腐蚀、开裂等早期损伤,由于叶片价格昂贵,换件修理成本很高。涡轮叶片通常由高Al、Ti含量的镍基高温合金制成,此类合金的特点是,高温强度髙,但可焊性差,通常认为是不可焊材料。微弧火花沉积是一种低热输入的显微焊接工艺,单层沉积厚度不过几十微米,沉积过程对基材的热影响很小,基本不会引起工件变形和组织改变。大量研究表明:微弧火花沉积可以实现很多髙强度镍基高温     

不同气氛激光直接沉积成形24CrNiMo合金钢的显微组织和力学性能

采用激光直接沉积成形技术，分别在氩气和空气环境中制备了24CrNiMo合金试样. 借助光学显微镜、扫描电子显微镜、氧氮氢分析仪、显微硬度仪、室温拉伸及冲击试验对制备的合金显微组织和力学性能进行研究. 结果表明，氩气和空气环境中的沉积态凝固组织形貌基本相同，均为外延生长的柱状晶，并随着界面温度梯度(G)与界面生长速率(v)的比值(G/v)的减小由柱状晶转变为胞状枝晶；显微组织均为粒状贝氏体，由于热累积温度不同，氩气氛围下的累积温度更高造成粒状物大小及分布均不规则，而空气氛围下形状为短棒状，沿某一方向平行分布；空气环境中成形试样的硬度及拉伸强度略高于氩气环境中，但前者的塑性及冲击韧性略低，主要由于空气氛围下试样存在较多的氧化物夹杂.     

定向凝固镍基高温合金表面微弧火花外延沉积MCrAlY涂层

在分析微弧火花沉积工艺产生的单熔体快速凝固过程的基础上,提出将微弧火花沉积用于制备具有定向凝固特征的防护涂层.结果表明:采用微弧火花沉积可在定向凝固高温合金表面获得超细的胞状柱晶结构、外延生长的MCrAlY涂层.与激光外延生长涂层相比,微弧火花外延涂层能够保持完全的柱状晶结构,而激光外延涂层表层通常会形成等轴晶层;另外,在组织均匀性、组织粗细、界面熔合区大小等方面微弧火花涂层具有明显的优势.     

信息动态

涡轮叶片是航空发动机/燃气轮机的核心部件,在服役过程中容易产生磨损、腐蚀、开裂等早期损伤,由于叶片价格昂贵,换件修理成本很高.涡轮叶片通常由高Al、Ti含量的镍基高温合金制成,此类合金的特点是,高温强度高,但可焊性差,通常认为是不可焊材料.     

回火对激光增材制造12CrNi2合金钢显微组织和力学性能的影响

以12CrNi2合金钢粉末为原料,采用激光熔化沉积技术制备了12CrNi2合金钢。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和拉伸试验等研究了合金钢经不同热处理后的组织和性能。结果表明:制备的12CrNi2合金钢的组织主要由铁素体和少量奥氏体岛组成,经860℃淬火处理后转变为板条马氏体组织,合金的抗拉强度和屈服强度明显增加但伸长率显著降低。经200℃～500℃回火2 h后,随回火温度的升高,马氏体板条特征逐渐消失,不同类型碳化物不同程度析出,这导致合金钢抗拉强度和屈服强度连续降低而伸长率有所提高。     

32SiMnMoVA低合金超高强度钢激光相变硬化机理

研究了32SiMnMoVA低合金超高强度钢激光相变硬化后淬硬层的显微硬度分布和组织结构，探讨了其激光相变硬化机理，结果表明．激光淬硬层显微硬度分布主要与激光加热时所产生的温度场分布有关，激光相变硬化机理主要是马氏体强化和晶粒细化。     

高Al、Ti含量镍基高温合金激光、微弧火花表面熔焊处理研究进展及解决熔焊裂纹的途径

Al、Ti是镍基高温合金主要沉淀强化元素,随着Al、Ti含量的增加,镍基高温合金γ'-Ni3(Al,Ti)相体积百分数增加,高温强度增加,但是热裂纹敏感性也随之增加,如何利用熔焊工艺实现高Al、Ti镍基高温合金材料的表面无损伤熔焊处理一直是高Al、Ti镍基高温合金叶片与热端部件制造与再制造面临的难题.文中从高温合金表面熔焊修复与强化问题出发,着重介绍了高温合金焊接冶金问题及焊接性改善途径、激光与微弧火花两种低热输入熔焊工艺在高温合金表面修复与强化领域的研究与应用进展.分析表明:高Al、Ti镍基高温合金表面熔焊处理的主要难题是其高的热裂纹敏感性,主要表现在焊接或焊后热处理过程中容易产生凝固裂纹、液化裂纹、应变时效裂纹,采用惰性气体保护、改变基体组织状态、使用低强度的合金焊料、降低热输入等措施可有效改善其焊接性;激光、微弧火花等低热输入焊接工艺在解决高Al、Ti镍基高温合金表面熔焊问题方面具有极大的潜力.     

Nanoscale Properties of Boric Acid

Nanoseale properties of boric acid were studied by using atomic force microscopy (AFM) and nanomechanical testing system. XPS was used to research on the transform behaviors of H3BO3 at different temperatures.The crystal structure, surface morphology, and mechanical properties of H2BO3 were described. The results show that H2BO3 has layered structure, and can be transformed to boron oxide at high temperature. In addition there are a lot of defects in H2BO3 crystal.     

微弧火花渗碳对一种定向凝固高温合金表面再结晶的影响

目的研究微弧火花渗碳对定向凝固高温合金DZ125L表面再结晶的控制效果。方法对DZ125L合金进行吹沙变形处理,以石墨棒为碳的来源,通过微弧火花渗碳工艺在吹沙表面进行渗碳处理后,与直接吹沙的试样一起进行热处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段表征组织结构。结果与合金直接吹沙产生的表面再结晶相比,经过微弧火花渗碳+吹沙处理的样品,表面再结晶深度只有直接吹沙处理样品的60%。XRD分析表明,微弧火花渗碳处理后,合金表层产生了Ti C和(Cr,Mo)_(23)C_6等碳化物。能谱分析表明,渗碳样品截面外表层富集Ti、Mo、W、Cr、C等元素,产生了大量碳化物,进一步阻碍了再结晶晶界的迁移。微弧火花渗碳强化了合金表层,使合金在吹沙处理时产生的变形层较浅,抑制了再结晶表面形核。结论通过微弧火花渗碳工艺可以有效抑制定向凝固高温合金的再结晶。