激光熔覆Inconel718合金裂紋分析及裂紋控制研究
發(fā)布時間:2020-12-23 20:08
目的針對K418合金表面激光熔覆裂紋萌生、元素偏析等難題,探究裂紋萌生與元素偏析之間的關(guān)系,利用后處理工藝進(jìn)行裂紋的修復(fù)及偏析現(xiàn)象的控制。方法在K418合金表面激光熔覆了Inconel718合金,以基體及熔覆材料的熱物性參數(shù)和界面元素匹配性為出發(fā)點(diǎn),對熔覆中裂紋的敏感性進(jìn)行了分析。結(jié)果合金元素的偏析造成了裂紋的萌生與擴(kuò)展;w熱影響區(qū)裂紋的形成與熱影響區(qū)內(nèi)析出的塊狀碳氮化物有關(guān),熔覆層裂紋與枝晶間析出的不規(guī)則鏈狀Laves相有關(guān)。采用激光重熔工藝對熔覆層進(jìn)行了后處理,試驗(yàn)結(jié)果表明,重熔后的組織致密,晶粒細(xì)小均勻,無裂紋及粘粉等明顯缺陷。激光重熔減少了基體熱影響區(qū)及熔覆層中因元素偏析產(chǎn)生的碳氮化物及Laves相的尺寸及數(shù)量,重熔后覆層的摩擦因數(shù)為0.55,比重熔前下降了49.5%,具有良好的減摩特性;磨損率為3.15×10-4 mm3/(N·mm),比重熔前下降了37.5%,耐磨性能得到提升。結(jié)論激光重熔技術(shù)可以愈合K418激光熔覆Inconel718合金的裂紋,并顯著降低涂層的元素偏析程度。
【文章來源】:表面技術(shù). 2020年09期 北大核心
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
界面結(jié)合處不同區(qū)域裂紋形貌
點(diǎn)A、B、C處EDS圖譜
圖6是覆層底部裂紋的EDS能譜數(shù)據(jù)圖。點(diǎn)A處近似圓形的析出物,相比于基體枝晶干C處,該區(qū)域的Ti、N含量較高,出現(xiàn)了明顯的偏析現(xiàn)象,結(jié)合其形貌特征分析該析出物為氮化物MN(M為Ti)。點(diǎn)B處不規(guī)則鏈狀析出物能譜分析圖中,C、Nb質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,Nb含量在14.3%左右,故估測此處可能為Inconel718最常見的偏析相—Laves相[11-15]。由圖6中的形貌圖可以看出,熔覆層有大量的不規(guī)則鏈狀相在枝晶間析出,且裂紋沿著這些不規(guī)則鏈狀相聚集的地方發(fā)生擴(kuò)展。熔覆層中,這些大量鏈狀相對裂紋的萌生與擴(kuò)展有較大的影響。圖6 點(diǎn)A、B、C處EDS圖譜
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電子束焊接K418高溫合金裂紋的影響及組織與性能研究[J]. 譚觀華,王善林,吳鳴,孫文君,陳玉華,柯黎明. 精密成形工程. 2019(05)
[2]高速鋼軋輥立式離心鑄造工藝研究[J]. 周勤忠. 現(xiàn)代冶金. 2018(06)
[3]Cu/Ti納米層狀復(fù)合體塑性變形機(jī)制的分子動力學(xué)模擬研究[J]. 張海峰,閆海樂,賈楠,金劍鋒,趙驤. 金屬學(xué)報(bào). 2018(09)
[4]激光熔化沉積成形缺陷及其控制方法綜述[J]. 彭謙,董世運(yùn),閆世興,門平,王斌. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(15)
[5]熱輸入對脈沖等離子弧增材制造Inconel 718合金組織與性能的影響[J]. 王凱博,呂耀輝,劉玉欣,孫哲,徐濱士. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(14)
[6]鎂合金材料表面處理技術(shù)研究新動態(tài)[J]. 郭興伍,郭嘉成,章志鋮,徐文彬,聶樂文,弓磊超,彭立明,丁文江. 表面技術(shù). 2017(03)
[7]Inconel 738激光熔覆層的裂紋控制方法[J]. 陳智君,張群莉,樓程華,姚建華. 應(yīng)用激光. 2013(01)
[8]P92鋼中δ鐵素體對700和750℃時效析出相成分和體積分?jǐn)?shù)的影響[J]. 彭志方,蔡黎勝,彭芳芳,黨瑩櫻,陳方玉. 金屬學(xué)報(bào). 2012(11)
[9]激光成形修復(fù)K418高溫合金的顯微組織與開裂行為[J]. 盧朋輝,劉建睿,薛蕾,劉奮成,黃衛(wèi)東. 稀有金屬材料與工程. 2012(02)
[10]熱處理對激光立體成形Inconel718高溫合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 趙衛(wèi)衛(wèi),林鑫,劉奮成,趙曉明,陳靜,黃衛(wèi)東. 中國激光. 2009(12)
碩士論文
[1]激光3D打印Ni基合金微結(jié)構(gòu)研究及數(shù)值模擬[D]. 譚樹杰.南昌航空大學(xué) 2016
[2]異種金屬摩擦焊先頂后剎過程的數(shù)值模擬及工藝研究[D]. 鐘燕.西北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:2934286
【文章來源】:表面技術(shù). 2020年09期 北大核心
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
界面結(jié)合處不同區(qū)域裂紋形貌
點(diǎn)A、B、C處EDS圖譜
圖6是覆層底部裂紋的EDS能譜數(shù)據(jù)圖。點(diǎn)A處近似圓形的析出物,相比于基體枝晶干C處,該區(qū)域的Ti、N含量較高,出現(xiàn)了明顯的偏析現(xiàn)象,結(jié)合其形貌特征分析該析出物為氮化物MN(M為Ti)。點(diǎn)B處不規(guī)則鏈狀析出物能譜分析圖中,C、Nb質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,Nb含量在14.3%左右,故估測此處可能為Inconel718最常見的偏析相—Laves相[11-15]。由圖6中的形貌圖可以看出,熔覆層有大量的不規(guī)則鏈狀相在枝晶間析出,且裂紋沿著這些不規(guī)則鏈狀相聚集的地方發(fā)生擴(kuò)展。熔覆層中,這些大量鏈狀相對裂紋的萌生與擴(kuò)展有較大的影響。圖6 點(diǎn)A、B、C處EDS圖譜
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電子束焊接K418高溫合金裂紋的影響及組織與性能研究[J]. 譚觀華,王善林,吳鳴,孫文君,陳玉華,柯黎明. 精密成形工程. 2019(05)
[2]高速鋼軋輥立式離心鑄造工藝研究[J]. 周勤忠. 現(xiàn)代冶金. 2018(06)
[3]Cu/Ti納米層狀復(fù)合體塑性變形機(jī)制的分子動力學(xué)模擬研究[J]. 張海峰,閆海樂,賈楠,金劍鋒,趙驤. 金屬學(xué)報(bào). 2018(09)
[4]激光熔化沉積成形缺陷及其控制方法綜述[J]. 彭謙,董世運(yùn),閆世興,門平,王斌. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(15)
[5]熱輸入對脈沖等離子弧增材制造Inconel 718合金組織與性能的影響[J]. 王凱博,呂耀輝,劉玉欣,孫哲,徐濱士. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(14)
[6]鎂合金材料表面處理技術(shù)研究新動態(tài)[J]. 郭興伍,郭嘉成,章志鋮,徐文彬,聶樂文,弓磊超,彭立明,丁文江. 表面技術(shù). 2017(03)
[7]Inconel 738激光熔覆層的裂紋控制方法[J]. 陳智君,張群莉,樓程華,姚建華. 應(yīng)用激光. 2013(01)
[8]P92鋼中δ鐵素體對700和750℃時效析出相成分和體積分?jǐn)?shù)的影響[J]. 彭志方,蔡黎勝,彭芳芳,黨瑩櫻,陳方玉. 金屬學(xué)報(bào). 2012(11)
[9]激光成形修復(fù)K418高溫合金的顯微組織與開裂行為[J]. 盧朋輝,劉建睿,薛蕾,劉奮成,黃衛(wèi)東. 稀有金屬材料與工程. 2012(02)
[10]熱處理對激光立體成形Inconel718高溫合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 趙衛(wèi)衛(wèi),林鑫,劉奮成,趙曉明,陳靜,黃衛(wèi)東. 中國激光. 2009(12)
碩士論文
[1]激光3D打印Ni基合金微結(jié)構(gòu)研究及數(shù)值模擬[D]. 譚樹杰.南昌航空大學(xué) 2016
[2]異種金屬摩擦焊先頂后剎過程的數(shù)值模擬及工藝研究[D]. 鐘燕.西北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:2934286
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