增材制造技术在国外航天动力系统中的应用

增材制造作为一种新型的数字化制造技术,在复杂型腔整体构件的制造中优势显著。针对增材制造技术在航天发动机中的应用研究进行了调研分析,阐述了基于增材制造的航天动力系统结构优化设计、工艺开发、无损检测等方面的应用研究情况。综合来看,增材制造技术极大地推动了航天发动机喷注器、推力室、喷管等产品的整体化、轻量化,应用前景广阔。     

激光熔化沉积成形/修复GH4169合金组织性能调控研究进展

GH4169合金由于具有优异的高温强度、抗疲劳、耐磨损、耐腐蚀等性能，长期服役温度高达650～700℃，因而广泛应用于航空航天、核工业及石油化工等工业领域，是一种不可或缺的高温结构材料。激光熔化沉积技术因其沉积效率高、成形构件组织细密、内部质量及力学性能优异，在大型金属结构件高效、高性能制造及高价值金属构件缺陷或损伤高性能修复方面极具优势。近年来，关于GH4169合金激光熔化沉积成形/修复方面的研究及应用日益增多，该合金已成为金属增材制造技术研究及工程应用的热点材料之一。首先介绍了激光熔化沉积成形/修复GH4169合金典型沉积态组织及力学性能，然后重点从调控成形工艺、施加后续热处理、外加能量场/强制冷却、引入塑性变形等4个方面综述了当前激光熔化沉积成形/修复GH4169合金组织及力学性能调控的研究进展。最后指出了当前激光熔化沉积成形/修复GH4169合金所面临的挑战，并对未来具备潜在可行性的组织性能调控方法进行了展望。     

压气轮机叶轮耐磨腐蚀涂层研究

用多弧离子镀技术，在坦克压气机叶轮材料LY12铝合金基体上沉积TiN涂层和TiAIN涂层。用金相显微镜和X射线衍射仪对涂层表面形貌和物相进行了分析。X射线衍射表明TiAIN涂层中的主要相TiN是以(111)晶面生长，而TiN涂层的晶体主要以(220)晶面生长，以密排面(111)为主的TiAIN涂层要比非密排面(220)为主的TiN涂层更致密。经过浸泡腐蚀实验证明，表面沉积有TiAIN涂层的试件抗腐蚀性能明显优于原LY12铝合金和沉积TiN涂层的试件。     

ZL201铝合金多弧离子镀涂层的耐腐蚀性能的研究

用多弧离子镀的方法在ZL201铝合金表面制备了Ti-Cr-N涂层，并在Ti-Cr-N涂层上制备了一层脂类薄膜。用扫描电镜和X射线衍射仪对涂层表面形貌和物相进行了分析。结果表明：Ti-Cr-N涂层中的Cr以固溶体的方式存在于TiN晶体中，没有形成单独的CrN相。经过后处理的试件的盐雾腐蚀实验表明涂层可以有效提高ZL201铝合金的抗盐雾腐蚀的能力。     

LY12硬铝合金TiN/AlN涂层耐磨性能的研究

使用多弧离子镀在LY12基体表面制备了TiN/AlN薄膜,综合考虑涂层成膜质量、沉积速率和耐磨性能,确定了TiN/AlN薄膜的最佳工艺;并研究了预处理对于结合强度的影响,试验表明：与一般基体相比,经喷砂处理的试样膜基间的结合强度得到很大提高.     

激光选区熔化成形TA7 ELI钛合金显微组织及力学性能研究

针对TA7 ELI钛合金开展激光选区熔化(SLM)成形工艺研究，获得激光功率P、扫描速度V对致密度的影响规律，进一步分析激光能量密度对缺陷的影响，并基于最佳成形工艺参数开展显微组织及力学性能分析。研究表明，SLM成形TA7 ELI致密度随激光功率P的升高先增加后降低，随着激光能量密度增加先增加后降低。当激光功率P为280 W、扫描速度V为1 000 mm/s、扫描间距H为120μm、铺粉层厚t为30μm时，成形试样致密度最高为99.89%,此时激光能量密度为78 J/mm³。SLM成形TA7 ELI沿着沉积方向为外延生长柱状晶，垂直沉积方向为等轴晶组织，晶内由平行或交错分布的细小针状α′马氏体组成。TA7 ELI沉积态抗拉强度超过1 050 MPa,延伸率达到15%,拉伸断口均匀密集分布等轴韧窝，表现为典型的韧性断裂特征。