本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金機(jī)匣裂紋激光熔覆修復(fù)工藝研究

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【摘要】：本文針對(duì)鈦合金機(jī)匣支板裂紋修復(fù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的迫切要求,采用激光熔覆的方法實(shí)現(xiàn)了鈦合金機(jī)匣裂紋的焊接修復(fù)。利用金相分析、掃描電鏡分析、X-ray衍射、能譜分析、強(qiáng)度分析等方法,系統(tǒng)地研究了采用不同工藝參數(shù)(激光功率、掃描速度、送絲速度)進(jìn)行激光熔覆時(shí)各種熔覆區(qū)微觀組織、常溫與高溫抗拉強(qiáng)度,并分析了鈦合金機(jī)匣裂紋的激光熔覆修復(fù)的最優(yōu)工藝。以2mm厚TC4試板為試驗(yàn)材料,對(duì)單層填絲激光熔覆工藝進(jìn)行優(yōu)化研究,結(jié)果表明,隨著激光功率的增加,熔深和熔寬增加,余高減小;隨著掃描速度增加,熔深、熔寬和余高都逐漸減小;隨著送絲速度增加,熔深逐漸減小,熔寬和余高都逐漸增加。通過(guò)工藝優(yōu)化得到了沒有缺陷和適宜熔深的熔覆成形結(jié)果。采用激光功率為1.3k W,激光掃描速度為0.6m/min,送絲速度為1.2m/min的工藝參數(shù)進(jìn)行填絲修復(fù),得到了沒有焊接缺陷和適度熔深的修復(fù)成形結(jié)果。利用分析測(cè)試方法對(duì)激光熔覆區(qū)進(jìn)行了微觀組織分析,發(fā)現(xiàn)從母材到熔覆區(qū)的中心位置Al、Si、Ti、V和Fe元素的含量無(wú)明顯變化,熔覆區(qū)域?yàn)棣梁挺聝煞N物相。原來(lái)TC4母材的灰色球狀α相逐漸變成長(zhǎng)條塊狀,邊界處生成大量的β相。同時(shí)Al和V元素在片層組織中重新分配,導(dǎo)致了Al元素向α相、V元素向β相富集。試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著激光功率的升高,掃描速度的降低和送絲速度的增大,熔覆區(qū)的常溫抗拉強(qiáng)度都呈先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)激光功率為1.3k W、激光掃描速度為0.6m/min和送絲速度為1.2m/min時(shí),TC4鈦合金熔覆區(qū)抗拉強(qiáng)度最高,達(dá)1056MPa。由高溫抗拉強(qiáng)度結(jié)果可知,當(dāng)激光功率為1.2k W、激光掃描速度為0.6m/min和送絲速度為1.2m/min時(shí),熔覆區(qū)高溫(400℃)抗拉強(qiáng)度最高,達(dá)到627MPa。采用激光功率為2.3k W,激光掃描速度為0.6m/min,送絲速度為1.2m/min的工藝參數(shù)對(duì)存在裂紋的機(jī)匣支板激光熔覆進(jìn)行修復(fù),得到了沒有缺陷和適宜熔深的機(jī)匣支板熔覆成形結(jié)果。鈦合金機(jī)匣支板裂紋激光熔覆修復(fù)后進(jìn)行300小時(shí)的地面試車,在TC4鈦合金機(jī)匣支板激光熔覆修復(fù)處未產(chǎn)生裂紋,達(dá)到考核的性能指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V263

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本文編號(hào)：1301988