工業(yè)燃氣輪機中的進氣機匣、渦輪盤、葉片等熱端部件在惡劣的服役環(huán)境下,易發(fā)生疲勞和損傷,若對其直接報廢處理將會導致資源及成本的嚴重浪費,而采用激光再制造技術對受損的熱端部件進行修復,將極大的降低成本,減少資源浪費,具有巨大的社會意義和經(jīng)濟價值。激光再制造技術是將再制造工程和激光熔覆技術有效結合的一種激光修復技術,針對受損零部件進行再制造修復,延長受損零部件的服役壽命。然而,熱端部件所采用的高溫合金在激光修復工藝中易發(fā)生氣孔、有害相析出、熔合不良等缺陷。為此,本文將超聲振動引入高溫合金激光再制造技術工藝過程,對激光再制造IN939高溫合金修復區(qū)的成形質量、顯微組織以及綜合性能等方面開展研究,為工業(yè)燃氣輪機熱端部件的再制造修復提供理論依據(jù)和技術支持�；诔曊駝釉诮饘倌踢^程中的作用機制,本文首先對超聲變幅桿進行結構設計,完成超聲輔助激光再制造設備搭建,實現(xiàn)超聲振動與激光的有效耦合;綜合宏觀成形質量和微觀組織,對激光熔覆IN939高溫合金進行了工藝探索及參數(shù)優(yōu)化;進而將超聲引入激光熔覆工藝過程,研究超聲對熔覆成形形貌、顯微缺陷、微觀組織、晶體取向、元素偏析與分布等方面的影響;通過建立仿真模型... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

IN939合金的初生γ’相和次生γ’相[13]

超聲輔助激光再制造IN939高溫合金組織調控及性能研究3圖1-2IN939合金中η相形貌[15]Figure1-2.ηphasemorphologyinIN939alloy[15]尼魯研究所的Jahangiri,M.R[14]根據(jù)ASTM:E21標準對服役環(huán)境中的葉片進行常溫和高溫拉伸試驗，如圖1-3所示，其結果表明IN939合金葉片在長時間暴露于高溫環(huán)境中表現(xiàn)出脆性，在室溫下的拉伸結果表明IN939合金的低延展性是由于沿晶界析出連續(xù)的碳化物薄膜，另外MC碳化物向η相和M23C6型碳化物的轉變也會導致其性能的降低。顯微硬度測試表明，IN939合金葉片不同位置的顯微硬度也存在著差別，硬度值在370HV30~410HV30范圍內(nèi)。圖1-3IN939合金的力學性能[14]Figure1-3.MechanicalpropertiesofIN939alloy[14]1.3高溫合金激光再制造的研究現(xiàn)狀激光再制造技術是將激光熔覆成形技術應用于再制造技術，運用修復方法對受損零部件進行性能和質量的恢復，兩種技術的結合迅速發(fā)展成為激光再制造技術[16]。1990年，徐濱士院士首次在國內(nèi)提出“再制造工程”的概念[17]，國內(nèi)再制造技術的起步相對于發(fā)達國家較晚，美國、日本、英國等發(fā)達國家在20世紀70年代就興起了再制造工程。由于鎳基高溫合金在嚴苛的服役環(huán)境中仍然具有優(yōu)異的高溫強度、蠕變強度以及耐熱蝕性[18]，常應用于航空航天、燃氣輪機熱端

超聲輔助激光再制造IN939高溫合金組織調控及性能研究3圖1-2IN939合金中η相形貌[15]Figure1-2.ηphasemorphologyinIN939alloy[15]尼魯研究所的Jahangiri,M.R[14]根據(jù)ASTM:E21標準對服役環(huán)境中的葉片進行常溫和高溫拉伸試驗，如圖1-3所示，其結果表明IN939合金葉片在長時間暴露于高溫環(huán)境中表現(xiàn)出脆性，在室溫下的拉伸結果表明IN939合金的低延展性是由于沿晶界析出連續(xù)的碳化物薄膜，另外MC碳化物向η相和M23C6型碳化物的轉變也會導致其性能的降低。顯微硬度測試表明，IN939合金葉片不同位置的顯微硬度也存在著差別，硬度值在370HV30~410HV30范圍內(nèi)。圖1-3IN939合金的力學性能[14]Figure1-3.MechanicalpropertiesofIN939alloy[14]1.3高溫合金激光再制造的研究現(xiàn)狀激光再制造技術是將激光熔覆成形技術應用于再制造技術，運用修復方法對受損零部件進行性能和質量的恢復，兩種技術的結合迅速發(fā)展成為激光再制造技術[16]。1990年，徐濱士院士首次在國內(nèi)提出“再制造工程”的概念[17]，國內(nèi)再制造技術的起步相對于發(fā)達國家較晚，美國、日本、英國等發(fā)達國家在20世紀70年代就興起了再制造工程。由于鎳基高溫合金在嚴苛的服役環(huán)境中仍然具有優(yōu)異的高溫強度、蠕變強度以及耐熱蝕性[18]，常應用于航空航天、燃氣輪機熱端

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]激光立體成形技術中工藝參數(shù)的數(shù)值模擬分析[J]. 魏勇,鄧聽之,周淑怡,陳緣,陶家友,周武軍.  湖南理工學院學報(自然科學版). 2019(02)
[3]預制坡口角度對激光增材再制造IN718合金組織與性能的影響[J]. 張群莉,李棟,張杰,姚建華,Volodymyr S.Kovalenko.  表面技術. 2019(05)
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[5]激光熔覆多層熔覆層組織與性能研究[J]. 顧振杰,王春霞,雷劍波,周圣豐.  應用激光. 2017(02)
[6]超聲振動輔助激光金屬成形IN718沉積態(tài)組織及性能的研究[J]. 王潭,張安峰,梁少端,嚴深平,張連重,李滌塵.  中國激光. 2016(11)
[7]單晶高溫合金V槽的激光修復工藝研究[J]. 羅登,路媛媛,郭溪溪,杜錦錚,劉德健.  中國激光. 2016(05)
[8]超聲振動輔助激光金屬成形技術研究進展[J]. 王潭,張安峰,張文龍,梁少端,李帥,嚴深平,張連重.  應用激光. 2015(06)
[9]激光定向生長修復DZ125L柱狀晶葉片力學性能研究[J]. 齊寶路,張安峰,張文龍,師博飛,李滌塵.  中國激光. 2015(06)
[10]超聲沖擊細化FGH95鎳基高溫合金激光熔覆層組織[J]. 戚永愛,趙劍峰,謝德巧,李悅.  焊接學報. 2015(03)

博士論文
[1]面向高溫高壓失效零件的增材修復工藝研究及可修復性評價[D]. 車磊.新疆大學 2018
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[3]超聲—壓力耦合的裝置設計及其對Al-Cu合金微觀組織的影響[D]. 張楊.華南理工大學 2016
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[5]Inconel625合金等離子弧快速成形組織控制及工藝優(yōu)化[D]. 徐富家.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[6]IN718系列高溫合金凝固偏析及均勻化處理工藝研究[D]. 繆竹駿.上海交通大學 2011
[7]鈷基合金及其納米復合材料激光熔覆涂層研究[D]. 李明喜.東南大學 2004

碩士論文
[1]7075鋁合金超聲輔助TIG焊接工藝及機理研究[D]. 王鵬博.沈陽工業(yè)大學 2019
[2]激光沉積修復GH738合金組織與性能研究[D]. 翟泉星.沈陽航空航天大學 2018
[3]激光熔覆YSZ@Ni涂層的溫度場和應力場有限元研究[D]. 王麗.南昌航空大學 2017
[4]燃氣輪機葉片激光增材修復基礎研究[D]. 楊義成.機械科學研究總院 2017
[5]鎂合金超聲輔助激光焊接特性研究[D]. 郭濤.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[6]TC4/Ti22Al25Nb激光焊接工藝與組織性能研究[D]. 馬長語.山東大學 2017
[7]鎳基單晶高溫合金激光修復工藝及生長行為研究[D]. 羅登.華中科技大學 2016
[8]超聲振動輔助介觀尺度半固態(tài)金屬成形機理和實驗研究[D]. 任慶偉.浙江大學 2016
[9]激光再制造鎳基高溫合金工藝及其高溫拉伸性能的研究[D]. 成誠.南京航空航天大學 2016
[10]高頻微振作用下激光熔覆Al2O3基涂層的組織與性能研究[D]. 潘斌.上海工程技術大學 2016



本文編號：3241151