Ti811表面鈦基稀土激光熔覆層微觀組織及摩擦磨損性能研究
發(fā)布時間:2021-09-05 19:36
Ti811鈦合金因其比強度高,耐腐蝕、抗氧化性能優(yōu)異,廣泛應(yīng)用于航天航空、石油化工、船舶汽車等國家重點工業(yè)領(lǐng)域。激光熔覆是鈦合金結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)、表面改性的主要技術(shù)手段。激光熔覆材料中,稀土元素的適量加入可以有效抑制熔覆層產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷。本文以TC4、Ni45和CeO2混合粉末為熔覆材料,采用同軸送粉、多道搭接激光熔覆技術(shù),在民用航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機高壓壓氣機轉(zhuǎn)子葉片基材Ti811鈦合金表面制備了鈦基稀土激光熔覆層。研究了激光功率和CeO2含量對熔覆層成形質(zhì)量、組織特征、顯微硬度和摩擦磨損性能的影響規(guī)律。確定了最佳的激光功率參數(shù)和最優(yōu)的CeO2含量。為高壓壓氣機轉(zhuǎn)子葉片損傷修復(fù)熔覆層的國內(nèi)自主制備和鈦合金表面摩擦磨損性能的改善提供實驗參考和理論支撐,具有一定的工程應(yīng)用價值。本文的主要研究工作有:(1)對比研究了700 W、900 W和1100 W三種激光功率對熔覆層裂紋、氣孔等缺陷以及熔覆層顯微硬度、摩擦磨損性能的影響特性。以75 wt.%TC4+25 wt.%Ni45混合粉末制備的激光熔覆層,其氣孔、裂紋等缺陷隨著激光...
【文章來源】:中國民航大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
同步側(cè)送粉示意圖
圖 1-1 同步側(cè)送粉示意圖 圖 1-2 同軸送粉噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖過激光熔覆加工方法獲得的熔覆層,具有以下特性:(1)熔覆材料的選干擾與影響較小,可獲得與基材不同組織、性能的熔覆層;(2)激光熔過程的分支,熔覆層與基材呈冶金結(jié)合;(3)激光熔覆是快速凝固過程可超過 104oC/s,可以獲得細小的晶粒組織,有利于避免晶粒團聚和熔覆激光熔覆熱變形小,采用高功率密度和高速冷卻的熔覆方法,可將材在允許范圍內(nèi);(5)激光熔覆可在選定區(qū)域內(nèi)熔覆加工,熔覆厚度易控覆工藝過程易實現(xiàn)計算機自動控制。光熔覆工藝與研究現(xiàn)狀光熔覆工藝密切影響著激光熔覆層的成形質(zhì)量。與傳統(tǒng)表面強化技術(shù)相術(shù)具有快速凝固、熔覆層與基材呈冶金結(jié)合、組織結(jié)構(gòu)細小、稀釋率低
圖 2-2 激光熔覆粉末(a)TC4 粉末;(b)Ni45 粉末;(c)CeO2粉末表 2-2 熔覆材料的化學(xué)成分和物理特性學(xué)成分(wt.%) 熔點(oC) 密度(gAl,3.5~4.5 V,0.3 Fe, N,0.01 H,0.2 O,Bal. Ti1538~1649 4.4.00 Si,0.45 C,10.00 Fe,n,12.00 Cr,Bal. Ni980~1050 4.7純度≥99.9% 2400 7.2 CeO2球形熔覆粉末分別進行了 X 射線衍射分 粉末由 α-Ti 相組成。CeO2粉末由 CeO2相組CrB、Cr2B、Cr23C6等金屬間化合物組成。在熔化物及雜質(zhì)相的衍射峰。這說明熔覆粉末具有
【參考文獻】:
期刊論文
[1]CeO2含量對激光熔覆自潤滑涂層微觀組織和性能的影響[J]. 劉亞楠,孫榮祿,張?zhí)靹?李眉葭. 激光與光電子學(xué)進展. 2018(11)
[2]稀土Ce改善鋼鑄態(tài)組織與均質(zhì)性的研究進展[J]. 李根,陸民剛,蘭鵬,唐海燕,智建國,張家泉. 鋼鐵研究學(xué)報. 2018(02)
[3]Ti811表面TC4激光熔覆層中β相偏析行為研究[J]. 張?zhí)靹?孫榮祿,張宏偉,薛鵬,安通達. 特種鑄造及有色合金. 2018(01)
[4]稀土元素對高速鋼組織和性能的影響[J]. 賈成廠,張萬里,胡彬濤,張子涵,高思彤,劉博文. 粉末冶金技術(shù). 2017(06)
[5]工信部印發(fā)《高端智能再制造行動計劃(2018~2020年)》[J]. 信息技術(shù)與標(biāo)準化. 2017(12)
[6]Ti811表面原位生成納米Ti3Al激光熔覆層的組織和性能[J]. 張?zhí)靹?孫榮祿. 中國激光. 2018(01)
[7]CeO2含量對激光熔覆TiB/TiN涂層顯微組織和性能的影響[J]. 劉頔,李敏,黃堅,陳何陽,孫瑞田,李鑄國. 中國激光. 2017(12)
[8]激光選區(qū)熔化成形TC4鈦合金熱處理后微觀組織和力學(xué)性能[J]. 肖振楠,劉婷婷,廖文和,張長東,楊濤. 中國激光. 2017(09)
[9]TC4鈦合金表面激光熔覆含La2O3的F101鎳基涂層[J]. 何星華,許曉靜,戈曉嵐,陶俊,仲奕穎,劉慶輝,吳桂蘭. 稀有金屬材料與工程. 2017(04)
[10]激光熔覆過程光束能量衰減的模擬[J]. 張冬云,董東東,張暉峰,趙恒,謝印開. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
博士論文
[1]鈦合金表面陶瓷強化金屬基復(fù)合激光熔覆層的微觀組織與耐磨性能研究[D]. 翁飛.山東大學(xué) 2017
[2]H13鋼表面激光熔覆TiC/Co基涂層及其高溫磨損性能研究[D]. Pham Thi Hong Nga(范氏紅娥).昆明理工大學(xué) 2013
[3]金屬過冷熔體凝固過程微觀組織及凝固特性的相場法表征[D]. 肖榮振.蘭州理工大學(xué) 2013
[4]稀土元素對高性能金屬結(jié)構(gòu)材料組織與性能影響機理[D]. 宋秀.東北大學(xué) 2011
碩士論文
[1]稀土氧化物對激光熔覆718合金熔覆層組織與性能的影響[D]. 韓錦瑋.蘭州理工大學(xué) 2018
[2]TC4表面激光熔覆耐磨涂層組織結(jié)構(gòu)及性能的研究[D]. 林熙.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[3]鈦合金表面激光熔覆Ti-Ni基復(fù)合涂層的微觀組織與耐磨性[D]. 馬玲玲.大連理工大學(xué) 2017
[4]含納米Y2O3過共晶Fe-Cr-C合金顯微組織與耐磨性研究[D]. 員霄.燕山大學(xué) 2014
本文編號:3385958
【文章來源】:中國民航大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
同步側(cè)送粉示意圖
圖 1-1 同步側(cè)送粉示意圖 圖 1-2 同軸送粉噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖過激光熔覆加工方法獲得的熔覆層,具有以下特性:(1)熔覆材料的選干擾與影響較小,可獲得與基材不同組織、性能的熔覆層;(2)激光熔過程的分支,熔覆層與基材呈冶金結(jié)合;(3)激光熔覆是快速凝固過程可超過 104oC/s,可以獲得細小的晶粒組織,有利于避免晶粒團聚和熔覆激光熔覆熱變形小,采用高功率密度和高速冷卻的熔覆方法,可將材在允許范圍內(nèi);(5)激光熔覆可在選定區(qū)域內(nèi)熔覆加工,熔覆厚度易控覆工藝過程易實現(xiàn)計算機自動控制。光熔覆工藝與研究現(xiàn)狀光熔覆工藝密切影響著激光熔覆層的成形質(zhì)量。與傳統(tǒng)表面強化技術(shù)相術(shù)具有快速凝固、熔覆層與基材呈冶金結(jié)合、組織結(jié)構(gòu)細小、稀釋率低
圖 2-2 激光熔覆粉末(a)TC4 粉末;(b)Ni45 粉末;(c)CeO2粉末表 2-2 熔覆材料的化學(xué)成分和物理特性學(xué)成分(wt.%) 熔點(oC) 密度(gAl,3.5~4.5 V,0.3 Fe, N,0.01 H,0.2 O,Bal. Ti1538~1649 4.4.00 Si,0.45 C,10.00 Fe,n,12.00 Cr,Bal. Ni980~1050 4.7純度≥99.9% 2400 7.2 CeO2球形熔覆粉末分別進行了 X 射線衍射分 粉末由 α-Ti 相組成。CeO2粉末由 CeO2相組CrB、Cr2B、Cr23C6等金屬間化合物組成。在熔化物及雜質(zhì)相的衍射峰。這說明熔覆粉末具有
【參考文獻】:
期刊論文
[1]CeO2含量對激光熔覆自潤滑涂層微觀組織和性能的影響[J]. 劉亞楠,孫榮祿,張?zhí)靹?李眉葭. 激光與光電子學(xué)進展. 2018(11)
[2]稀土Ce改善鋼鑄態(tài)組織與均質(zhì)性的研究進展[J]. 李根,陸民剛,蘭鵬,唐海燕,智建國,張家泉. 鋼鐵研究學(xué)報. 2018(02)
[3]Ti811表面TC4激光熔覆層中β相偏析行為研究[J]. 張?zhí)靹?孫榮祿,張宏偉,薛鵬,安通達. 特種鑄造及有色合金. 2018(01)
[4]稀土元素對高速鋼組織和性能的影響[J]. 賈成廠,張萬里,胡彬濤,張子涵,高思彤,劉博文. 粉末冶金技術(shù). 2017(06)
[5]工信部印發(fā)《高端智能再制造行動計劃(2018~2020年)》[J]. 信息技術(shù)與標(biāo)準化. 2017(12)
[6]Ti811表面原位生成納米Ti3Al激光熔覆層的組織和性能[J]. 張?zhí)靹?孫榮祿. 中國激光. 2018(01)
[7]CeO2含量對激光熔覆TiB/TiN涂層顯微組織和性能的影響[J]. 劉頔,李敏,黃堅,陳何陽,孫瑞田,李鑄國. 中國激光. 2017(12)
[8]激光選區(qū)熔化成形TC4鈦合金熱處理后微觀組織和力學(xué)性能[J]. 肖振楠,劉婷婷,廖文和,張長東,楊濤. 中國激光. 2017(09)
[9]TC4鈦合金表面激光熔覆含La2O3的F101鎳基涂層[J]. 何星華,許曉靜,戈曉嵐,陶俊,仲奕穎,劉慶輝,吳桂蘭. 稀有金屬材料與工程. 2017(04)
[10]激光熔覆過程光束能量衰減的模擬[J]. 張冬云,董東東,張暉峰,趙恒,謝印開. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
博士論文
[1]鈦合金表面陶瓷強化金屬基復(fù)合激光熔覆層的微觀組織與耐磨性能研究[D]. 翁飛.山東大學(xué) 2017
[2]H13鋼表面激光熔覆TiC/Co基涂層及其高溫磨損性能研究[D]. Pham Thi Hong Nga(范氏紅娥).昆明理工大學(xué) 2013
[3]金屬過冷熔體凝固過程微觀組織及凝固特性的相場法表征[D]. 肖榮振.蘭州理工大學(xué) 2013
[4]稀土元素對高性能金屬結(jié)構(gòu)材料組織與性能影響機理[D]. 宋秀.東北大學(xué) 2011
碩士論文
[1]稀土氧化物對激光熔覆718合金熔覆層組織與性能的影響[D]. 韓錦瑋.蘭州理工大學(xué) 2018
[2]TC4表面激光熔覆耐磨涂層組織結(jié)構(gòu)及性能的研究[D]. 林熙.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[3]鈦合金表面激光熔覆Ti-Ni基復(fù)合涂層的微觀組織與耐磨性[D]. 馬玲玲.大連理工大學(xué) 2017
[4]含納米Y2O3過共晶Fe-Cr-C合金顯微組織與耐磨性研究[D]. 員霄.燕山大學(xué) 2014
本文編號:3385958
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