【摘要】：在嚴(yán)苛的作戰(zhàn)環(huán)境中,為了提高飛機發(fā)動機的性能,必須減小發(fā)動機機匣與葉尖之間的間隙,以降低氣流的徑向損失,從而增加發(fā)動機的熱機效率并降低油耗。目前制備高溫封嚴(yán)主要是用熱噴涂的方法制備多孔的涂層,該涂層結(jié)合強度低,抗氧化性差;或是將蜂窩結(jié)構(gòu)采用釬焊的方法制備到渦輪環(huán)上,此結(jié)構(gòu)重量大,工藝復(fù)雜。隨著發(fā)動機性能的不斷提升,對高溫封嚴(yán)的要求越來越高,探索新型的封嚴(yán)結(jié)構(gòu)及制備工藝非常必要。本文以CoNiCrAlY合金粉末為原材料,通過優(yōu)化同軸送粉激光熔覆工藝參數(shù),在T304不銹鋼鋼表面制備了角度分別為30°、60°、90°,間距分別為2mm、3mm、4mm的9組CoNiCrAlY合金格柵結(jié)構(gòu)熔覆層。系統(tǒng)考察了所制備封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的組成,微觀組織形貌及可刮削性能,通過abaqus軟件模擬葉片與不同格柵結(jié)構(gòu)熔覆層對磨的力學(xué)分析及破壞方式。研究發(fā)現(xiàn):激光功率為250w,掃描速度為10mm/s,載氣量為2.4e/min,送粉量為6.5g/min時,制備的格柵結(jié)構(gòu)熔覆層組織致密、物相分布均勻且無明顯的分層現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)角度為30°不同間距的格柵結(jié)構(gòu)熔覆層進行刮削實驗后,3mm間距的格柵熔覆層的可刮削性能是優(yōu)于2mm和4mm。此結(jié)構(gòu)與葉尖的質(zhì)量損失比N為8.3,葉尖的表面粗糙度較小(Ra為0.6),對磨后此結(jié)構(gòu)的最大凹陷深度為13.29μm。將角度為60度和90度的6種不同間距的格柵結(jié)構(gòu)熔覆層在相同條件下進行刮削實驗對比。60°不同間距的格柵結(jié)構(gòu)熔覆層中,3mm間距的格柵結(jié)構(gòu)熔覆層的可刮削性同樣優(yōu)于2mm、4mm間距的格柵結(jié)構(gòu)熔覆層,此結(jié)構(gòu)與葉尖的質(zhì)量損失比N為9.4,葉尖的表面粗糙度Ra為2.4,對磨后此結(jié)構(gòu)的最大凹陷深度為10.08μm。90°格柵結(jié)構(gòu)熔覆層則是4mm間距的格柵結(jié)構(gòu)熔覆層的可刮削性能最好,此結(jié)構(gòu)與葉尖的質(zhì)量損失比N為0.91,葉尖的表面粗糙度Ra為2.3,對磨后此結(jié)構(gòu)的最大凹陷深度為30.5μm。在相同角度下,間距越大,相應(yīng)的對磨時接觸面積越小,產(chǎn)生的切應(yīng)力也就越小;對比30°、60°、90°格柵結(jié)構(gòu)熔覆層發(fā)現(xiàn),60°格柵結(jié)構(gòu)熔覆層間距改變,切應(yīng)力的峰值變化相對于其他兩種角度較小。
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V263
【圖文】：

邐邐４ｓ［３／２］２逡逑圖１．１亞穩(wěn)態(tài)Ａｔ？原子部分原子能級結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．１．１邋ｐａｒｔ邋ｏｆ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｌｅｖｅｌｓ邋ｆｏｒ邋ｓｔａｔｅｓ邋ｏｆ邋Ａｒ逡逑ｃ0２激光器是氣體激光器中使用較為廣泛的激光器，它的能量轉(zhuǎn)換效率相比于其逡逑他氣體激光器較高，可達３０％？４０％。逡逑圖１．２Ｃ０２激光器逡逑Ｆｉｇ．１．２邋Ｃ0２邋Ｌａｓｅｒ逡逑邱星武（邱星武等，２０１２）等人米用Ｃ0２激光器在基材為４０Ｃｒ鋼上溶覆Ｎｉ基合金逡逑粉末，發(fā)現(xiàn)隨著掃描速度的加快，所制備的激光熔覆層硬度和耐磨性都呈先上升后降逡逑低的趨勢。由于制備過程中反復(fù)受到加熱的影響，大面積激光熔覆層的耐磨性和硬度逡逑相比于單道激光熔覆層較差。何驊波（何驊波等，２０］７）等人使用Ｃ０２激光器在基體上逡逑對含有稀土邋Ｃｅ０２的Ｎｉ６０Ａ粉末進行熔覆，研宄表明當(dāng)Ｃｅ０２的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１．０％時，逡逑制備的Ｎｉ６０Ａ合金涂層具有最好的耐磨性以及最高的顯微硬度

ｃ0２激光器是氣體激光器中使用較為廣泛的激光器，它的能量轉(zhuǎn)換效率相比于其逡逑他氣體激光器較高，可達３０％？４０％。逡逑圖１．２Ｃ０２激光器逡逑Ｆｉｇ．１．２邋Ｃ0２邋Ｌａｓｅｒ逡逑邱星武（邱星武等，２０１２）等人米用Ｃ0２激光器在基材為４０Ｃｒ鋼上溶覆Ｎｉ基合金逡逑粉末，發(fā)現(xiàn)隨著掃描速度的加快，所制備的激光熔覆層硬度和耐磨性都呈先上升后降逡逑低的趨勢。由于制備過程中反復(fù)受到加熱的影響，大面積激光熔覆層的耐磨性和硬度逡逑相比于單道激光熔覆層較差。何驊波（何驊波等，２０］７）等人使用Ｃ０２激光器在基體上逡逑對含有稀土邋Ｃｅ０２的Ｎｉ６０Ａ粉末進行熔覆，研宄表明當(dāng)Ｃｅ０２的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１．０％時，逡逑制備的Ｎｉ６０Ａ合金涂層具有最好的耐磨性以及最高的顯微硬度，相比于未加入稀土逡逑元素的熔覆層，硬度提高了邋３１．３４％，磨損率是未加入稀土元素熔覆層磨損率的２３％。逡逑ｃｏ２激光器熔覆過程中激光的連續(xù)性也會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響

邐邐４ｓ［３／２］２逡逑圖１．１亞穩(wěn)態(tài)Ａｔ？原子部分原子能級結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．１．１邋ｐａｒｔ邋ｏｆ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｌｅｖｅｌｓ邋ｆｏｒ邋ｓｔａｔｅｓ邋ｏｆ邋Ａｒ逡逑ｃ0２激光器是氣體激光器中使用較為廣泛的激光器，它的能量轉(zhuǎn)換效率相比于其逡逑他氣體激光器較高，可達３０％？４０％。逡逑圖１．２Ｃ０２激光器逡逑Ｆｉｇ．１．２邋Ｃ0２邋Ｌａｓｅｒ逡逑邱星武（邱星武等，２０１２）等人米用Ｃ0２激光器在基材為４０Ｃｒ鋼上溶覆Ｎｉ基合金逡逑粉末，發(fā)現(xiàn)隨著掃描速度的加快，所制備的激光熔覆層硬度和耐磨性都呈先上升后降逡逑低的趨勢。由于制備過程中反復(fù)受到加熱的影響，大面積激光熔覆層的耐磨性和硬度逡逑相比于單道激光熔覆層較差。何驊波（何驊波等，２０］７）等人使用Ｃ０２激光器在基體上逡逑對含有稀土邋Ｃｅ０２的Ｎｉ６０Ａ粉末進行熔覆，研宄表明當(dāng)Ｃｅ０２的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１．０％時，逡逑制備的Ｎｉ６０Ａ合金涂層具有最好的耐磨性以及最高的顯微硬度

【參考文獻】

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