本文關(guān)鍵詞：高頻微振作用下激光熔覆熱障涂層的組織與性能研究

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【摘要】：本文采用直接激光熔覆和高頻微振輔助激光熔覆技術(shù)在鈦合金(Ti-6Al-4V)表面分別制備了納米ZrO_((2-))8%Y_2O_3涂層,優(yōu)選出激光熔覆最佳激光工藝參數(shù)。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)和光學(xué)顯微鏡(OM)對涂層的相組成及顯微組織進行分析,同時考察了涂層的顯微硬度分布情況和熱震性能。對激光熔覆工藝試驗進行優(yōu)化的研究結(jié)果表明:激光熔覆納米ZrO_((2-))8%Y_2O_3涂層的優(yōu)選工藝參數(shù)為激光功率2000W,掃描速率400min/mm,光斑直徑5mm,搭接率40%,獲得的涂層表面平整,熔覆層呈波紋狀,宏觀存在少量微裂紋及氣孔;高頻微振輔助激光熔覆納米ZrO_((2-))8%Y_2O_3涂層采用優(yōu)化工藝參數(shù),獲得最佳共振頻率為926HZ。較直接激光熔覆制備的涂層表面質(zhì)量有所改善,熔覆層顏色變淺,表面較為光滑,是比較理想的熔覆層表面形貌。激光熔覆熱障涂層的組織結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明:熱障涂層陶瓷面層的相結(jié)構(gòu)由c-ZrO_2和t-ZrO_2構(gòu)成,激光熔覆后涂層中m相衍射峰相對減弱,m相含量顯著減少。在一定掃描速度和離焦量下,涂層氣孔隨激光功率增大而逐漸減少,且氣孔和裂紋主要集中在熔覆層底部,裂紋隨激光功率增大而增多。與直接激光熔覆制備的熱障涂層相比,高頻微振輔助激光熔覆制備的熱障涂層中的氣孔和裂紋有所減少,涂層樹枝晶大量減少,晶粒細化,且主要以等軸晶形態(tài)存在。微區(qū)成分分析及線掃描結(jié)果表明,高頻微振輔助下制備的涂層內(nèi)部各成分趨于均勻。納米結(jié)構(gòu)ZrO_(2-)8%Y_2O_3涂層經(jīng)過激光熔覆后表現(xiàn)出流線型的組織特征,其中的未熔顆粒沿著流線有規(guī)律地均勻分布在熔池中。激光熔覆涂層平均硬度約為1100HV_(0.2),是鈦合金基體材料的3.5倍。高頻微振作用下,涂層的顯微硬度可達1300HV_(0.2),其硬度值相對于直接激光熔覆的熔覆層又有了較大提高。兩種熱障涂層都表現(xiàn)出較好的熱震性能,直接激光熔覆制備的熱障涂層在熱震次數(shù)為7次時涂層出現(xiàn)約15%面積脫落,而高頻微振輔助激光熔覆制備的熱障涂層出現(xiàn)同等脫落的熱震次數(shù)約為11次。高頻微振輔助激光熔覆制備的熱障涂層壽命約為直接激光熔覆制備的熱障涂層壽命的1.5倍。
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4

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本文編號：1189962