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摘要利用激光熔覆来制备网状结构衬垫，以提高衬垫与基体的结合强度。本文通过实验研究了不同激光熔覆参数（包括激光功率、扫描速度、离焦量和送粉速率）对熔覆层宏观形貌的影响，确定最优参数，分析了最优参数下熔覆层微观组织和硬度分布。采用单向拉伸的方法对熔覆层的结合强度进行了测量。检测了断口的形貌。结果表明当最优参数为激光功率为 180W、送粉速率为 1.0g/min、离焦量为5mm且激光扫描速度为180mm/min 时熔覆层高宽比、稀释率处于适当的范围。 此时熔覆层上层组织为细晶，下层组织为柱状晶。由于熔覆过程对基体的回火作用，在沿着基体至熔覆层的方向上，硬度先是降低然后增加。熔覆层结合强度为419.4MPa，断裂发生在熔覆层内，说明基体与熔覆层结合强度高于 419.4MPa， 高于常用的等离子喷涂方法的机械结合强度。此外熔覆层与基体的断裂属于脆性断裂。最后，用最优参数制备不同形状和尺寸的网状衬垫。21598
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毕业论文关键词 激光熔覆 工艺参数 微观组织 结合强度 显微硬度 网状衬垫
Title Laser Cladding of Structured Bond Coating
Abstract:
A method that uses laser cladding to prepare structured bond coating
is proposed in this paper.
Firstly, laser cladding is proceeded by cladding NiCrAlY powder on
DZ4125 alloy to research the influences of different parameters including
laser power P, scanning speed V, powder feeding rate Q and defocusing amount
F on the quality of cladding layer. Optimal parameters are ascertained by
measuring dilution rate and H/W. Microstructure together with
micro-hardness distribution is studied. To study the bonding strength
between the cladding layer and substrate, the single tensile test is used.
And the fracture appearance is studied.
The results reveal that dilution rate and H/W are appropriate when
optimal parameters are laser power P=180W, powder feeding rate Q= 1.0g/min,
defocusing amount F=5mm, and the scanning speed V=180mm/min. At this time,
the fine grains exist on the top of layer while on the bottom are columnar
crystals. Because of this, the hardness goes down first and up lately. The
tensile strength is 419.4MPa,and fracture that happens in the layer is
brittle. It shows that the bond strength is higher than 419.4MPa.
At last, structured bond coatings with different shapes and sizes are
prepared.
Key words: laser cladding, craft parameters, microstructure, bonding
strength, microhardness, structured bond coating目 次
1 绪论.1
1.1 研究背景..1
1.2 影响激光熔覆的因素..3
1.3 激光熔覆的应用..7
1.4 发展前景..7
1.5 本文的主要研究内容..7
2 实验过程及方法...9
2.1 实验材料..9
2.2 实验仪器10
2.3 实验流程11
2.4 实验方法12
3 实验结果分析...16
3.1 单道熔覆实验结果与分析16
3.2 微观组织分析28
3.3 拉伸实验结果分析31
4 网状衬垫的设计与制备...33
4.1 网状衬垫的设计33
4.2 网状衬垫的制备33
结 论...35
致 谢...36
参考文献...371 绪论
1.1 研究背景
虽然由于国家的发展壮大，陆续有一批先进的航空、航海装备先后入役， 但
是我国的装备水平与西方发达国家仍存在明显的差距。作为装备“心脏”之称的
发动机，是制约我国装备研发、更新的主要瓶颈之一。为了突破瓶颈，高温合金
叶片的研发与性能的提升迫在眉睫。
1.1.1 航空发动机叶片的研究现状
用于制备航空发动机叶片的材料主要有两种， 即镍基高温合金和钴基高温合
金。由于在高温状态下，镍基高温合金具有优异的力学性能，故被广泛地应用于