激光熔化沉积修复GH4169合金的组织与拉伸性能

通过激光熔化同步输送的GH4169合金粉末,在锻态GH4169合金基板上沉积出薄壁试样,分析了GH4169合金的微观组织、相组成,测试了拉伸性能。结果表明,所制备试样的沉积层和界面组织致密、无缺陷;激光沉积态组织为沿沉积高度方向生长的柱状枝晶组织,沉积态组织经过直接时效(DA)或固溶+时效(STA)处理后,枝晶间Laves相含量基本没有变化,经过均匀化+固溶+时效(HSTA)处理后,组织向等轴晶转变,Laves相含量减少;试样经过STA处理后,抗拉强度最高,达到锻态的84.5%,断后伸长率为锻态的96.7%,原始沉积态试样断后伸长率最高,高于锻态101.7%。     

GH4169、GH4169plus和GH4738高温合金组织稳定性

为了获得不同沉淀硬化相作用的高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性的对比规律,对3种应用最为广泛的高温合金GH4169、GH4169plus、GH4738经720℃时效后的显微组织和硬度变化进行了对比分析。结果表明,合金的组织稳定性与晶界相和弥散强化相有关,晶界碳化物较晶界δ相稳定,γ'相较γ″相有更好的稳定性,但同为γ'相,组织稳定性还与其和基体的错配度有关。对比3种合金,随时效时间的延长,GH4169plus合金的稳定性稍次于GH4738合金,但要优于GH4169合金。     

超塑成形对GH4169合金激光焊接组织的影响

采用激光连接/超塑成形组合技术制造了GH4169合金三层板结构件,研究了超塑成形(温度965℃,成形时间130min)对GH4169高温合金激光焊接组织的影响.试验结果表明:GH4169高温合金激光焊接组织主要由树枝晶构成,枝晶间中有Nb元素偏聚现象,即形成了一种金属间化合物Laves相;焊接组织在超塑成形后,焊缝中心出现了粗大的等轴晶粒,熔合线附近的柱状晶粒变得粗大,成形后大部分Laves相转变为δ相,但仍有少部分Laves相保留了下来;成形后焊缝的维氏硬度明显提高,由成形前的331.63HV0.1提高到391.74HV0.1,接近成形后母材的硬度415.63.超塑成形对GH4169高温合金激光焊接组织有明显的改善作用.     

粉末循环老化对GH4169激光熔覆修复组织和性能的影响

目的 探究激光熔覆修复工艺中,循环使用对粉末造成的老化效应及其对组织和性能造成的影响,为粉末循环工艺提供相关理论依据和指导。方法 针对GH4169高温合金,进行了粉末循环利用的实验,将激光熔覆制造过程中的残余粉末再次投入送粉器,进行多次回收循环制造过程。使用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、万能力学试验机等设备,研究了粉末在循环使用过程中的演变,以及循环使用前后熔覆修复组织的微观形貌、维氏硬度、弯曲强度性能的差异。结果 随着回收循环次数增加,粉末粒径增大,表面出现熔融现象,粉末的成分出现了变化,其中Nb元素含量显著上升。在回收粉末中发现了具有磁性的杂质颗粒。相比于使用新粉末,使用回收粉末得到的熔覆组织中的Nb元素偏析程度增大,晶粒组织粗化。经过4轮循环后,熔覆层硬度自325.13HV下降至282.81HV,修复试样弯曲强度自785.85 MPa下降至739.41 MPa,下降幅度约为5%。结论 循环工艺对粉末产生了明显的老化影响,这一老化行为从能量和成分两个方面导致了激光熔覆修复GH4169合金组织和性能的劣化。     

铝青铜QAl10-4-4热处理工艺性能研究

为了提高航空铝青铜QAl10-4-4材料的机械加工及使用性能,对热轧状态铝青铜QAl10-4-4进行热处理工艺试验,通过硬度检测和金相组织分析,优化了工艺参数。当布氏硬度要求250~300HBS时,采用900℃固溶和430~530℃时效,可获得最佳的力学性能和金相组织。为制定铝青铜QAl10-4-4的热处理工艺提供了重要依据。     

700～800℃温度下GH4169合金的组织演化和力学性能研究

研究了GH4169合金室温、700～800℃高温范围内的组织演化、瞬时拉伸及持久性能.实验结果发现,GH4169合金的瞬时拉伸强度随温度提高而降低,塑性在750℃下出现极小值,超过750℃后,又随温度的提高而大幅度提高;合金在750℃温度/295MPa应力下的持久时间高达406h 55min,这是由于在此温度下,基体中析出了点状和棒状魏氏体,延长空洞萌生时间所致.     

激光沉积修复GH536/GH738合金的组织及力学性能

采用GH536合金粉末对GH738合金损伤试样进行激光沉积修复试验研究,通过正交试验法优化工艺参数,得到较小熔深、无缺陷的修复试样;测试分析了修复试样的显微组织、室温拉伸性能及显微硬度。结果表明:合金修复区为外延生长的柱状晶组织,修复区边缘柱状晶取向较一致,修复区中心柱状晶出现一定角度转向;合金修复区枝晶干上主要为富含Mo、Cr的M6C碳化物,晶界处出现少量细小的M23C6碳化物。相比于基体,合金热影响区中γ′相数量减少并呈粗化趋势,MC碳化物发生分解。激光沉积修复试样室温抗拉强度为GH738锻件的66.5%,高于GH536锻件强度;断后伸长率分别低于GH738锻件及GH536锻件的;修复区域的显微硬度分别低于GH738基体的显微硬度,高于GH536锻件的显微硬度。     

气体流量对射频等离子体球化GH4169合金粉末的影响

采用射频等离子体球化技术对多次激光3D打印废弃的不规则GH4169合金粉末进行二次改造,研究载气、氢气流量对球化粉末效果的影响机理.利用扫描电镜、霍尔流动仪、振实密度测试仪及激光粒度分析仪对球化前后粉末的形貌、流动性、松装比及粒度分布进行分析.结果表明,载气流量越大,粉末在等离子体火焰中停留时间越短、运动絮乱,球化率越低;氢气流量越大,单位时间内等离子体与粉末热交换越大,球化生产效率越高.经球化处理的GH4169合金粉末的流动性、松装比得到了显著的改善,粉末颗粒平均粒径增加,粒径分布变窄.     

激光沉积修复GH738合金时效热处理组织及性能研究

研究了双极时效热处理对激光沉积修复GH738合金显微组织及力学性能的影响。结果显示：沉积态显微组织为典型的外延柱状枝晶,枝晶间距为约10 μm。经过时效处理后,修复区组织开始长大、合并。沉积态未发现γ＇相,枝晶间存在立方状的MC型碳化物,枝晶干存在颗粒状M23C6型碳化物。经双级时效处理后,修复区析出γ＇相：稳定化温度为820℃时,γ＇相平均尺寸约为37nm,碳化物在晶界处呈断续状析出。随着稳定化温度升高,γ＇相及碳化物尺寸均有所增大,其中稳定化温度为840 ℃时,γ＇相平均尺寸约为76 nm,碳化物呈项链状析出;稳定化温度为860℃时,γ＇相平均尺寸无明显增大,部分γ＇相发生明显粗化,尺寸达到150 nm,晶界处碳化物开始呈包膜状析出。力学性能测试结果显示：时效处理后试样抗拉强度明显提高,随着稳定化温度升高,抗拉强度先升高后降低,断后伸长率不断降低。     

激光选区熔化成形GH4169法兰管性能研究

采用激光选区熔化成形GH4169法兰管,研究了法兰管的成形状态及固溶+双时效后GH4169在L,S,T方向的组织特征,分析不同方向的组织特征及其对材料性能的影响。试验结果发现,激光选区熔化成形GH4169法兰管,成形性优异,冶金结合性良好,零件外部及内部均无缺陷。L向的粗大树枝晶较多并且树枝晶的生长方向与熔化沉积方向一致,S向和T向存在大量均匀等轴晶。激光选区熔化成形GH4169材料在室温及650℃条件下的力学性能均优于GH4169一般锻件的性能,材料各向异性导致横向拉伸试样的抗拉强度及屈服强度均优于纵向拉伸试样的。在650℃,690 MPa负载条件下,横向及纵向试样分别在25.32 h和25.45 h断裂,伸长率分别为5.5%和5.3%,法兰管可以在高温下负载工作。     

电子束熔丝增材制造GH4169组织及力学性能研究

对电子束熔丝增材制造GH4169多道多层沉积试样块进行了研究,分析了电子束熔丝增材制造沉积块不同高度与不同成形方向的显微组织以及力学性能.结果表明,电子束熔丝增材制造的GH4169组织及力学性能存在明显的各向异性.成形试样的显微组织主要为γ相和共晶γ+Laves相以及碳化物相,枝晶间存在大量的Laves条带;不同成形方...     

GH4169超声辅助磨削表面完整性研究

为研究超声辅助磨削对GH4169表面完整性的影响,开展GH4169超声辅助磨削与普通磨削加工试验,研究超声振动及磨削参数对其显微硬度、残余应力与微观组织的影响。结果表明:GH4169磨削表面层均产生加工硬化与残余压应力,并生成晶粒细化层;与普通磨削相比,超声辅助磨削增大其表面层显微硬度,同时增加其表面层残余压应力与晶粒细化层厚度。砂轮转速增加使显微硬度最大值先减小后增大,残余压应力与晶粒细化层厚度增加;磨削深度增加使显微硬度最大值、残余压应力与晶粒细化层厚度同时增加;且位错密度的变化趋势与显微硬度变化趋势一致。      

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。     

温度辅助激光冲击强化对GH4169合金力学性能的影响

利用波长为1064 nm、脉宽为14 ns、单脉冲能量为5 J的Nd:YAG纳秒脉冲激光器对GH4169合金试件进行了常温激光冲击强化处理和温度辅助激光冲击强化处理;采用X射线衍射仪和HV-1000显微硬度计测量了强化处理前后试件的表面残余应力与表面显微硬度。实验结果表明:经激光冲击强化与温度辅助激光冲击强化处理后,试件表面引入了一定数值的残余压应力,同时表面显微硬度得到提高;但在残余压应力和显微硬度数值方面,经温度辅助激光冲击强化处理的试件均比常温激光冲击强化处理的试件要大,且随着辅助温度的增加,试件的表面残余压应力和表面显微硬度值均呈增加趋势。因此,在一定的温度范围内,采取温度辅助激光冲击强化的方式对GH4169合金进行处理,可以获得比常温激光冲击强化处理更好的强化效果,同时适当提高强化温度,在一定程度上可以进一步提高GH4169合金的强化效果。     

GH4169合金“等温锻造+直接时效”工艺探讨

采用激光选区熔化技术制备GH4169合金,研究不同固溶温度+双时效热处理对沉积态GH4169合金显微组织、室温拉伸性能及高温持久性能的影响,利用光学显微镜、拉伸试验机对GH4169合金的显微组织、室温拉伸性能和高温持久性能进行检测分析。结果表明：固溶温度为1130、1200 ℃,GH4169沉积态晶界处分别发生碳化物析出和溶解;提高固溶温度可降低横、纵2个打印方向的性能差异;当固溶温度为1130 ℃时,碳化物的析出起到强化作用,GH4169沉积态的室温拉伸性能、高温持久性能达到锻件水平。     

等温锻用GH4169合金的组织性能研究

采用室温拉伸、高温拉伸和高温持久的方法,对变形GH4169合金进行了力学性能测试、金相组织研究和断口形貌分析.得出结论:随着温度的升高,GH4169合金的晶粒内碳化物、δ相和夹杂都有增多的现象,到750℃后,针状碳化物稍微变粗,并有聚集成团的趋势;抗拉强度δb和屈服强度δo.2随着温度的升高而下降;延伸率δ和断口收缩率δ随着温度的升高先是下降,到750℃后急剧上升.变形GH4169合金在中温下具有较高强度,较好塑性.在800℃以下可作为等温锻造模具材料.     

活性剂对高温合金GH4169激光焊焊缝成形的影响

本文将活性焊接法引入高温合金GH4169的激光焊接中,使用MgO,CaO,TiO2,MnO2,Al2O3,CaF2,NaF七种单一活性剂组分,进行焊接试验。观察对比了有活性剂和无活性剂时焊缝表面形貌、焊缝熔深、深宽比以及显微组织的变化情况。结果表明,在活性剂作用下,除了Al2O3以外,焊缝熔深均有明显增加,其中MnO2增加熔深的效果最为显著,使焊缝熔深增加了1倍左右,同时可以得到较为细小的显微组织。     

激光刻蚀法制备GH4169超疏水表面及性能研究

采用光纤激光打标机在GH4169基底上刻蚀出微观结构,并通过在1.0%氟硅烷(FAS)乙醇溶液中改性降低表面能制备GH4169超疏水表面。该超疏水表面能达到接触角大于160°且滚动角小于10°。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、接触角测量仪对样品的微观结构、元素组成及润湿性进行表征和分析。采用单因素实验探究光纤激光打标机的扫描频率、功率以及速度对GH4169表面润湿性的影响规律,并对制备出的超疏水表面的粘附性和自清洁性进行了测试。