| 题名 | 激光熔覆Co-9Al-12W合金的工艺优化 |
| 作者 | 王晨 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 徐仰涛 ; 杨艳 |
| 关键词 | 激光熔覆 Co-9Al-12W合金 多道搭接 工艺参数 显微组织 裂纹 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | Co-Al-W合金是由γ′-Co3（Al,W）相沉淀强化的新型钴基高温合金,其在1000℃以上温度中使用时仍然具有较高的强度和优异的综合性能,添加微合金元素可以进一步提高合金的高温性能。将钴基Co-Al-W合金作为熔覆材料熔覆于材料和工件表面,可以提高火力发电装置燃气轮机和蒸汽轮机相结合联合循环系统的工作温度,满足材料和零部件在“极端”高温条件下的使用要求,降低合金使用成本,提高煤气化和火力发电装置燃煤的利用效率,扩大地方资源性产品应用范围和促进地方经济发展。基于此,本文在课题组前期工作的基础上,采用LDM2000光纤激光加工系统和预置粉末激光成型工艺,在304不锈钢基体表面单道、多道搭接熔覆Co-9Al-12W合金。在激光熔覆非平衡条件下,研究了工艺参数对Co-9Al-12W合金熔覆层宏观形貌和稀释率的影响,并以此为评判指标优选出最佳的激光熔覆工艺参数;测定了熔覆层合金的相组成和熔覆层的显微硬度;分析了熔覆层的显微组织特征、元素扩散及分布情况和开裂行为。得出的主要研究结果如下:（1）单道激光熔覆实验中,成功制备了与基体冶金结合良好的熔覆层。熔覆层合金主要由γ-Co基体及其上的金属间化合物CoxAl和碳化物,如Cr23C6,Co6W6C等共同组成。熔覆层组织大致可以分为以下几个区域:界面结合区域、胞状晶区、树枝晶区和等轴晶区。熔覆层底部为部分垂直于界面生长的柱状树枝晶束;熔覆层中部主要由具有一定取向的交叉树枝晶和更为细小的等轴晶组成;熔覆层顶部几乎全是细小致密的等轴晶组织,结合X射线衍射结果来分析,熔覆层顶部由初生相的γ-Co枝晶以及Co6W6C、Cr23C6等共晶组织组成,但相较熔覆层中部其顶部的共晶组织更加的突出。在本实验条件下,选取P=1.6KW,V=360mm/min为单道激光熔覆的最佳工艺参数。（2）多道搭接激光熔覆实验中,熔覆层总体上仍然遵循定向凝固生长的组织形态,但多道搭接的熔覆层在界面处不出现平面晶,熔覆层主要是由基本上垂直于结合带的树枝晶和枝间共晶组织组成,树枝晶呈多方向生长。在搭接重熔区,凝固组织出现了明显的粗化现象。多道搭接熔覆层合金主要由fcc的γ-Co基体及其上金属间化合物CoxAl和碳化物,如Cr23C6,CoCx,Co6W6C共同组成。当激光功率一定时,随扫描速度的增大,熔覆层组织变的细小;而当扫描速度一定时,随激光功率的增大,熔覆层组织变的粗大。Co、Al、Fe和Ni元素主要分布在枝晶干部,C、Cr和W元素主要分布在枝晶间区域。通过多道搭接获得了高硬度的熔覆层,熔覆层硬度总体上由表面到基体呈现下降趋势,最高硬度可达732.9HV1.0。在本实验条件下,选取P=1.6KW,V=360mm/min,f=40%为多道搭接激光熔覆的最佳工艺参数。（3）多道搭接熔覆实验中发现熔覆层内部存在较大的残余应力是产生裂纹的根本原因,这种内应力是激光熔覆过程中热应力、组织应力和拘束应力综合作用的结果。按照裂纹在熔覆层中所产生的位置,可以将裂纹分为熔覆层表层裂纹、界面基体裂纹和搭接区裂纹。熔覆层表层裂纹大都位于熔覆层中部区域,熔覆层两端不易产生裂纹。在多道搭接激光熔覆层中,裂纹通常会呈现出三种不同的宏观形貌:（a）与扫描方向成一定的夹角;（b）鱼鳞状;（c）几乎与扫描方向垂直。多道搭接熔覆层比单道熔覆层更易产生裂纹,其中熔覆层表层裂纹分叉处裂纹最大深度为64.4μm,平均深度为60μm左右。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 60 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95026]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王晨. 激光熔覆Co-9Al-12W合金的工艺优化[D]. 2019. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论