工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)中的進(jìn)氣機(jī)匣、渦輪盤(pán)、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(duì)其直接報(bào)廢處理將會(huì)導(dǎo)致資源及成本的嚴(yán)重浪費(fèi),而采用激光再制造技術(shù)對(duì)受損的熱端部件進(jìn)行修復(fù),將極大的降低成本,減少資源浪費(fèi),具有巨大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。激光再制造技術(shù)是將再制造工程和激光熔覆技術(shù)有效結(jié)合的一種激光修復(fù)技術(shù),針對(duì)受損零部件進(jìn)行再制造修復(fù),延長(zhǎng)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(fù)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(dòng)引入高溫合金激光再制造技術(shù)工藝過(guò)程,對(duì)激光再制造IN939高溫合金修復(fù)區(qū)的成形質(zhì)量、顯微組織以及綜合性能等方面開(kāi)展研究,為工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件的再制造修復(fù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持�；诔曊駝�(dòng)在金屬凝固過(guò)程中的作用機(jī)制,本文首先對(duì)超聲變幅桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成超聲輔助激光再制造設(shè)備搭建,實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)與激光的有效耦合;綜合宏觀(guān)成形質(zhì)量和微觀(guān)組織,對(duì)激光熔覆IN939高溫合金進(jìn)行了工藝探索及參數(shù)優(yōu)化;進(jìn)而將超聲引入激光熔覆工藝過(guò)程,研究超聲對(duì)熔覆成形形貌、顯微缺陷、微觀(guān)組織、晶體取向、元素偏析與分布等方面的影響;通過(guò)建立仿真模型... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：104 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(diào)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)服役環(huán)境中的葉片進(jìn)行常溫和高溫拉伸試驗(yàn)，如圖1-3所示，其結(jié)果表明IN939合金葉片在長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫環(huán)境中表現(xiàn)出脆性，在室溫下的拉伸結(jié)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(zhuǎn)變也會(huì)導(dǎo)致其性能的降低。顯微硬度測(cè)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(xué)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(shù)是將激光熔覆成形技術(shù)應(yīng)用于再制造技術(shù)，運(yùn)用修復(fù)方法對(duì)受損零部件進(jìn)行性能和質(zhì)量的恢復(fù)，兩種技術(shù)的結(jié)合迅速發(fā)展成為激光再制造技術(shù)[16]。1990年，徐濱士院士首次在國(guó)內(nèi)提出“再制造工程”的概念[17]，國(guó)內(nèi)再制造技術(shù)的起步相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家較晚，美國(guó)、日本、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)70年代就興起了再制造工程。由于鎳基高溫合金在嚴(yán)苛的服役環(huán)境中仍然具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度以及耐熱蝕性[18]，常應(yīng)用于航空航天、燃?xì)廨啓C(jī)熱端

超聲輔助激光再制造IN939高溫合金組織調(diào)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)服役環(huán)境中的葉片進(jìn)行常溫和高溫拉伸試驗(yàn)，如圖1-3所示，其結(jié)果表明IN939合金葉片在長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫環(huán)境中表現(xiàn)出脆性，在室溫下的拉伸結(jié)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(zhuǎn)變也會(huì)導(dǎo)致其性能的降低。顯微硬度測(cè)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(xué)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(shù)是將激光熔覆成形技術(shù)應(yīng)用于再制造技術(shù)，運(yùn)用修復(fù)方法對(duì)受損零部件進(jìn)行性能和質(zhì)量的恢復(fù)，兩種技術(shù)的結(jié)合迅速發(fā)展成為激光再制造技術(shù)[16]。1990年，徐濱士院士首次在國(guó)內(nèi)提出“再制造工程”的概念[17]，國(guó)內(nèi)再制造技術(shù)的起步相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家較晚，美國(guó)、日本、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)70年代就興起了再制造工程。由于鎳基高溫合金在嚴(yán)苛的服役環(huán)境中仍然具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度以及耐熱蝕性[18]，常應(yīng)用于航空航天、燃?xì)廨啓C(jī)熱端

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Inconel 718覆層工藝用于K418葉片激光再制造立體成形[J]. 徐杰,周金宇,任維彬,魯耀鐘,徐先宜.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020(03)
[2]激光立體成形技術(shù)中工藝參數(shù)的數(shù)值模擬分析[J]. 魏勇,鄧聽(tīng)之,周淑怡,陳緣,陶家友,周武軍.  湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]預(yù)制坡口角度對(duì)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(shù). 2019(05)
[4]鉬對(duì)IN718合金凝固過(guò)程中鈮元素的偏析和均勻化的影響[J]. 韓大尉,孫文儒,于連旭,劉芳,張濱,胡壯麒.  熱處理. 2018(04)
[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(yīng)用激光. 2017(02)
[6]超聲振動(dòng)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(yán)深平,張連重,李滌塵.  中國(guó)激光. 2016(11)
[7]單晶高溫合金V槽的激光修復(fù)工藝研究[J]. 羅登,路媛媛,郭溪溪,杜錦錚,劉德健.  中國(guó)激光. 2016(05)
[8]超聲振動(dòng)輔助激光金屬成形技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 王潭,張安峰,張文龍,梁少端,李帥,嚴(yán)深平,張連重.  應(yīng)用激光. 2015(06)
[9]激光定向生長(zhǎng)修復(fù)DZ125L柱狀晶葉片力學(xué)性能研究[J]. 齊寶路,張安峰,張文龍,師博飛,李滌塵.  中國(guó)激光. 2015(06)
[10]超聲沖擊細(xì)化FGH95鎳基高溫合金激光熔覆層組織[J]. 戚永愛(ài),趙劍峰,謝德巧,李?lèi)?  焊接學(xué)報(bào). 2015(03)

博士論文
[1]面向高溫高壓失效零件的增材修復(fù)工藝研究及可修復(fù)性評(píng)價(jià)[D]. 車(chē)?yán)?新疆大學(xué) 2018
[2]激光增材制造Inconel 718合金裂紋形成機(jī)制及其控制[D]. 陳源.上海交通大學(xué) 2017
[3]超聲—壓力耦合的裝置設(shè)計(jì)及其對(duì)Al-Cu合金微觀(guān)組織的影響[D]. 張楊.華南理工大學(xué) 2016
[4]高Al+Ti鎳基高溫合金損傷粉末冶金法修復(fù)再制造研究[D]. 張杰.東北大學(xué) 2015
[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(xué) 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(xué) 2011
[7]鈷基合金及其納米復(fù)合材料激光熔覆涂層研究[D]. 李明喜.東南大學(xué) 2004

碩士論文
[1]7075鋁合金超聲輔助TIG焊接工藝及機(jī)理研究[D]. 王鵬博.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2019
[2]激光沉積修復(fù)GH738合金組織與性能研究[D]. 翟泉星.沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 2018
[3]激光熔覆YSZ@Ni涂層的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)有限元研究[D]. 王麗.南昌航空大學(xué) 2017
[4]燃?xì)廨啓C(jī)葉片激光增材修復(fù)基礎(chǔ)研究[D]. 楊義成.機(jī)械科學(xué)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(xué) 2017
[6]TC4/Ti22Al25Nb激光焊接工藝與組織性能研究[D]. 馬長(zhǎng)語(yǔ).山東大學(xué) 2017
[7]鎳基單晶高溫合金激光修復(fù)工藝及生長(zhǎng)行為研究[D]. 羅登.華中科技大學(xué) 2016
[8]超聲振動(dòng)輔助介觀(guān)尺度半固態(tài)金屬成形機(jī)理和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 任慶偉.浙江大學(xué) 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(chéng).南京航空航天大學(xué) 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(shù)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3241151