激光近净成形Inconel718/NiCrAlY/ZrO 2 功能梯度材料实验研究

发布时间：2021-11-12 06:20

　　高温合金Inconel718具有优良的高温性能,广泛用于高温零件的制备,然而随着高温设备的不断发展,使役温度已超过高温合金的应用极限。因此产生了在高温合金构件外层制备的热障材料,其可有效增强高温零部件的热性能,提高使用寿命,进一步促进高温设备向高性能高效率发展。Ni CrAlY/ZrO₂是工业生产实际中应用最广泛的热障材料组合。ZrO₂陶瓷其耐高温性能优异,热导率低,硬度高,耐磨损,是性能优异的热防护材料。NiCrAlY同样具备一定的抗氧化能力,常作为金属黏结层,用以连接高温合金和陶瓷防护层。但是由于两种材料之间存在一定的热膨胀系数差异,高温部件的工作环境中温度与应力载荷变化频繁,热障材料常常出现剥落失效等问题,导致高温部件受损。而激光近净成形技术制备的梯度热障材料,可使材料成分和性能在某一方向上逐步变化,减少界面问题,同时成形的材料微观组织致密,结合力强。本文利用激光近净成形技术制备了复合材料和功能梯度材料,确定了合理的加工工艺,检测了其微观组织和力学性能。得到了各复合材料的微观组织随成分变化的演变规律,以及不同成分比例下力学性能的转变机制... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 热障材料
        1.1.1 热障材料概述
        1.1.2 热障梯度材料
        1.1.3 热障材料制备方法及存在问题
    1.2 激光近净成形热障材料
        1.2.1 激光近净成形概述
        1.2.2 激光近净成形热障材料的国内外研究现状
    1.3 本课题研究的主要内容
2 Inconel718/NiCrAlY/ZrO_2功能梯度材料成形实验方法及基础工艺
    2.1 实验方法
        2.1.1 实验设备与实验材料
        2.1.2 实验方案设计
        2.1.3 样品制备与检测方法
    2.2 Inconel718/NiCrAlY与NiCrAlY/ZrO_2复合材料成形基础工艺
        2.2.1 制备Inconel718/NiCrAlY复合材料基础工艺研究
        2.2.2 制备NiCrAlY/ZrO_2复合材料基础工艺研究
    2.3 本章小结
3 激光近净成形Inconel718/NiCrAlY复合材料实验分析
    3.1 Inconel718/NiCrAlY复合材料宏观形貌分析
        3.1.1 扫描速度对Inconel718/NiCrAlY复合材料宏观形貌的影响
        3.1.2 扫描路径对Inconel718/NiCrAlY复合材料宏观形貌的影响
        3.1.3 Inconel718/NiCrAlY复合材料开裂分析
    3.2 不同成分比例Inconel718/NiCrAlY复合材料微观组织演变
        3.2.1 不同成分比例Inconel718/NiCrAlY复合材料微观形貌
        3.2.2 不同成分比例Inconel718/NiCrAlY复合材料的物相组成与分布
    3.3 不同成分比例Inconel718/NiCrAlY复合材料力学性能检测
        3.3.1 显微硬度检测
        3.3.2 摩擦磨损性能检测
    3.4 本章小结
4 激光近净成形NiCrAlY/ZrO_2复合材料实验分析
    4.1 超声辅助激光近净成形NiCrAlY/ZrO_2复合材料分析
        4.1.1 超声振动对NiCrAlY/ZrO_2复合材料宏观形貌的影响
        4.1.2 超声振动对NiCrAlY/ZrO_2复合材料氧化物岛的影响
    4.2 不同成分比例NiCrAlY/ZrO_2复合材料微观组织演变
        4.2.1 不同成分比例NiCrAlY/ZrO_2复合材料微观组织
        4.2.2 不同成分比例NiCrAlY/ZrO_2复合材料相组成
    4.3 不同成分比例NiCrAlY/ZrO_2复合材料力学性能分析
        4.3.1 显微硬度检测
        4.3.2 摩擦磨损性能检测
    4.4 本章小结
5 激光近净成形Inconel718/NiCrAlY/ZrO_2功能梯度材料实验分析
    5.1 Inconel718/NiCrAlY/ZrO_2功能梯度材料的制备
    5.2 Inconel718/NiCrAlY/ZrO_2功能梯度材料的微观组织演变
    5.3 Inconel718/NiCrAlY/ZrO_2功能梯度材料元素分布
    5.4 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超声功率对激光熔覆Fe-Cr-V-C系涂层组织与性能的影响[J]. 沈言锦,李雪丰,陈学永.  焊接学报. 2017(05)
[2]等离子喷涂梯度热障涂层的抗热震性能[J]. 钟颖虹,陆辛,计亚平,冯泽舟,冯艳玲,于浩,李飞.  金属热处理. 2015(07)
[3]增材制造——创新与创业的利器[J]. 李涤尘,苏秦,卢秉恒.  航空制造技术. 2015(10)
[4]激光功率对Al2O3-ZrO2共晶陶瓷成形质量的影响[J]. 吴东江,张垚磊,牛方勇,马广义,孙贝,康仁科.  稀有金属材料与工程. 2014(11)
[5]激光感应复合快速熔覆功能梯度YSZ/NiCrAlY涂层的研究（英文）[J]. 周圣丰,戴晓琴,熊征,张天佑.  中国激光. 2013(04)
[6]功率超声在液态金属处理中作用的研究[J]. 马继宇,康进武,黄天佑.  铸造技术. 2012(03)
[7]NiCrAlY涂层对单晶镍基合金高温氧化行为的影响[J]. 田素贵,卢旭东,王涛,朱德刚.  材料热处理学报. 2011(11)
[8]功能金属/陶瓷梯度热障涂层的材料体系及制备方法[J]. 张磊,张社会,王伟,冯洲鹏.  热加工工艺. 2010(16)
[9]超声波功率对高碳钢中夹杂物的影响[J]. 李杰,陈伟庆,王晓峰.  北京科技大学学报. 2009(09)
[10]NiZr和NiZr2共晶温度的测定[J]. 王娜,李长荣,杜振民,李静波.  材料热处理学报. 2008(06)

硕士论文
[1]氧化铝复合ZrO2基陶瓷激光近净成形实验研究[D]. 卢卫锋.大连理工大学 2012



本文编号：3490341