电磁超声复合能场辅助激光熔覆钴基合金涂层组织及性能研究
发布时间：2020-12-16 12:05
激光熔覆技术以其快速冷却组织细化、选材宽泛工艺灵活、界面结合良好冶金及涂层稀释率可控等特点,已成为表面涂层制备领域的关键技术之一。但在实际应用过程中,熔覆涂层内部气孔微裂纹、严重的成分偏析及凝固组织可控性差等诸多问题严重制约了该技术在表面工程领域的进一步推广。本文针对激光熔覆层中组织分布不均匀及成分偏析等问题,提出电磁/超声复合能场辅助激光熔覆涂层制备新工艺,以钴基合金涂层为研究对象,综合运用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的方法,探讨能场对熔池凝固过程中对流、传热与传质的影响机制,揭示能场对涂层组织演变及成分偏析影响规律。在此基础上,进一步研究能场对钴基涂层耐磨性能和抗高温氧化与热腐蚀性能改善机理。主要内容如下:（1）系统分析能场对熔池内部对流、传热与传质的影响。基于激光与材料相互作用理论,研究熔池内的液体在兼受浮力和表面张力作用下引起的Marongoni对流行为,分析熔池内温度差和浓度差引起的对流驱动力对熔覆层成分分布和传热方式的影响;在综合考虑熔池存在时间极短及多参数耦合影响的基础上,深入探讨外加电磁场、超声场及其复合能场对激光熔池的作用机制,明晰能场诱导移动熔池的冶金动力学特...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
激光熔覆技术应用[25]
粉法又可以分为侧向同步送粉法和同轴同步送粉法，其原理如图 1.2 所涂覆法是将熔覆粉末通过粘结剂、粉末压片或喷涂等方式预置在基材激光束的辐照使其与基体同时熔化，形成具有良好冶金结合的熔覆层。然简单，但涂覆效率较低，且由于粘结剂的挥发会引起气孔等缺陷产生于无法保证涂覆层厚度的一致性而易出现未熔透等现象，故主要应用于产或实验室试验，对于大批量生产则不适用。同步送粉法是在激光束作喷出合金粉末，使基材与粉末同时熔化形成熔池，随即快速冷却形成稀熔覆涂层。激光同步送粉法以其工艺过程简单、可控性好、易实现自动生产效率高等优势，已成为激光熔覆技术的首选方法。(a)(b) (c)
第一章 绪论辊、夹送辊等；船舶行业中的柴油机曲轴、增压器转子、动力推进套等修复与强化。还有其他行业如模具行业、铁路设备、化工行业，部分应用实例如图 1.3 所示[40,41]。(a) (b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]GH80A经强流脉冲电子束改性后的高温氧化行为研究[J]. 刘迪,高潘,蔡杰,张凌燕,吕鹏,关庆丰. 表面技术. 2018(11)
[2]超声振动辅助激光熔覆钴基合金涂层的抗高温氧化性能[J]. 徐家乐,周建忠,谭文胜,孟宪凯,黄舒,何文渊. 中国激光. 2019(01)
[3]电磁搅拌辅助激光熔覆钴基合金涂层的抗热腐蚀性能[J]. 徐家乐,周建忠,谭文胜,黄舒,孟宪凯,何文渊. 光学学报. 2019(01)
[4]强流脉冲电子束作用下等离子喷涂CoCrAlY涂层热腐蚀性能[J]. 周驰,关庆丰,蔡杰,吴健,李晨. 中国有色金属学报. 2017(09)
[5]纳米晶涂层对DD98M合金热腐蚀行为的影响[J]. 时龙,辛丽,王福会,陈庆,田爱华,吕雪飞. 中国表面工程. 2017(05)
[6]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)
[7]Inconel X-750镍基合金激光喷丸抗热腐蚀性能及机理[J]. 杨颖秋,周建忠,盛杰,陈松玲,黄舒,孟宪凯,杨祥伟. 光学学报. 2017(06)
[8]电磁搅拌激光立体成形GH4169合金的组织和硬度分析[J]. 余小斌,刘奋成,林鑫,钱涛,夏薇. 应用激光. 2014(06)
[9]侧向送丝光纤激光单道熔覆层组织[J]. 李凯斌,李东,刘东宇,于治水. 焊接学报. 2014(10)
[10]电磁/超声能场对1060铝合金铸轧板组织性能的影响[J]. 毛大恒,赵苏琨,扶宗礼,石琛,赵冠中. 中南大学学报(自然科学版). 2014(06)
博士论文
[1]激光熔覆成形马氏体不锈钢应力演化及调控机制[D]. 方金祥.哈尔滨工业大学 2016
[2]超声场对高强铝合金凝固过程的影响规律与作用机理研究[D]. 蒋日鹏.中南大学 2014
[3]激光熔覆INCONEL 718合金涂层的成分偏聚与强化机理研究[D]. 张尧成.上海交通大学 2013
[4]超声/磁场下合成铝基原位复合材料微结构及其性能研究[D]. 陈登斌.江苏大学 2012
[5]电磁搅拌作用下特种钢凝固组织的研究[D]. 战国锋.东北大学 2012
[6]激光熔覆层裂纹控制方法与实践[D]. 毛怀东.天津大学 2007
[7]激光熔凝和激光熔覆的数学模型及数值分析[D]. 刘振侠.西北工业大学 2003
硕士论文
[1]复合磁场对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响[D]. 胡世平.南昌航空大学 2018
[2]高速轮轨ER8/U75VG钢超声振动辅助激光熔覆强化涂层制备及性能研究[D]. 邵晓峰.华东交通大学 2017
[3]AZ91D镁合金表面等离子喷涂Ni/WC涂层的激光重熔研究[D]. 徐家乐.江苏科技大学 2015
[4]电磁搅拌作用下1Cr13马氏体不锈钢凝固组织的研究[D]. 任占友.东北大学 2013
[5]GH5188合金高温氧化性能研究[D]. 林盼盼.哈尔滨工业大学 2012
[6]超声波对激光熔覆Ni60B及WC/Ni60B涂层的影响研究[D]. 曹亚男.广东工业大学 2012
[7]激光热处理过程中材料的激光吸收率研究[D]. 陈君.浙江工业大学 2008
[8]激光熔覆及快速成形专用铁基粉末的研制[D]. 付春霞.山东大学 2008
[9]激光深熔焊接阈值特性研究[D]. 韩宁.北京工业大学 2007
[10]激光熔覆及快速成形专用镍基粉末的研制[D]. 姚秀军.山东大学 2006
本文编号：2920113
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
激光熔覆技术应用[25]
粉法又可以分为侧向同步送粉法和同轴同步送粉法，其原理如图 1.2 所涂覆法是将熔覆粉末通过粘结剂、粉末压片或喷涂等方式预置在基材激光束的辐照使其与基体同时熔化，形成具有良好冶金结合的熔覆层。然简单，但涂覆效率较低，且由于粘结剂的挥发会引起气孔等缺陷产生于无法保证涂覆层厚度的一致性而易出现未熔透等现象，故主要应用于产或实验室试验，对于大批量生产则不适用。同步送粉法是在激光束作喷出合金粉末，使基材与粉末同时熔化形成熔池，随即快速冷却形成稀熔覆涂层。激光同步送粉法以其工艺过程简单、可控性好、易实现自动生产效率高等优势，已成为激光熔覆技术的首选方法。(a)(b) (c)
第一章 绪论辊、夹送辊等；船舶行业中的柴油机曲轴、增压器转子、动力推进套等修复与强化。还有其他行业如模具行业、铁路设备、化工行业，部分应用实例如图 1.3 所示[40,41]。(a) (b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]GH80A经强流脉冲电子束改性后的高温氧化行为研究[J]. 刘迪,高潘,蔡杰,张凌燕,吕鹏,关庆丰. 表面技术. 2018(11)
[2]超声振动辅助激光熔覆钴基合金涂层的抗高温氧化性能[J]. 徐家乐,周建忠,谭文胜,孟宪凯,黄舒,何文渊. 中国激光. 2019(01)
[3]电磁搅拌辅助激光熔覆钴基合金涂层的抗热腐蚀性能[J]. 徐家乐,周建忠,谭文胜,黄舒,孟宪凯,何文渊. 光学学报. 2019(01)
[4]强流脉冲电子束作用下等离子喷涂CoCrAlY涂层热腐蚀性能[J]. 周驰,关庆丰,蔡杰,吴健,李晨. 中国有色金属学报. 2017(09)
[5]纳米晶涂层对DD98M合金热腐蚀行为的影响[J]. 时龙,辛丽,王福会,陈庆,田爱华,吕雪飞. 中国表面工程. 2017(05)
[6]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)
[7]Inconel X-750镍基合金激光喷丸抗热腐蚀性能及机理[J]. 杨颖秋,周建忠,盛杰,陈松玲,黄舒,孟宪凯,杨祥伟. 光学学报. 2017(06)
[8]电磁搅拌激光立体成形GH4169合金的组织和硬度分析[J]. 余小斌,刘奋成,林鑫,钱涛,夏薇. 应用激光. 2014(06)
[9]侧向送丝光纤激光单道熔覆层组织[J]. 李凯斌,李东,刘东宇,于治水. 焊接学报. 2014(10)
[10]电磁/超声能场对1060铝合金铸轧板组织性能的影响[J]. 毛大恒,赵苏琨,扶宗礼,石琛,赵冠中. 中南大学学报(自然科学版). 2014(06)
博士论文
[1]激光熔覆成形马氏体不锈钢应力演化及调控机制[D]. 方金祥.哈尔滨工业大学 2016
[2]超声场对高强铝合金凝固过程的影响规律与作用机理研究[D]. 蒋日鹏.中南大学 2014
[3]激光熔覆INCONEL 718合金涂层的成分偏聚与强化机理研究[D]. 张尧成.上海交通大学 2013
[4]超声/磁场下合成铝基原位复合材料微结构及其性能研究[D]. 陈登斌.江苏大学 2012
[5]电磁搅拌作用下特种钢凝固组织的研究[D]. 战国锋.东北大学 2012
[6]激光熔覆层裂纹控制方法与实践[D]. 毛怀东.天津大学 2007
[7]激光熔凝和激光熔覆的数学模型及数值分析[D]. 刘振侠.西北工业大学 2003
硕士论文
[1]复合磁场对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响[D]. 胡世平.南昌航空大学 2018
[2]高速轮轨ER8/U75VG钢超声振动辅助激光熔覆强化涂层制备及性能研究[D]. 邵晓峰.华东交通大学 2017
[3]AZ91D镁合金表面等离子喷涂Ni/WC涂层的激光重熔研究[D]. 徐家乐.江苏科技大学 2015
[4]电磁搅拌作用下1Cr13马氏体不锈钢凝固组织的研究[D]. 任占友.东北大学 2013
[5]GH5188合金高温氧化性能研究[D]. 林盼盼.哈尔滨工业大学 2012
[6]超声波对激光熔覆Ni60B及WC/Ni60B涂层的影响研究[D]. 曹亚男.广东工业大学 2012
[7]激光热处理过程中材料的激光吸收率研究[D]. 陈君.浙江工业大学 2008
[8]激光熔覆及快速成形专用铁基粉末的研制[D]. 付春霞.山东大学 2008
[9]激光深熔焊接阈值特性研究[D]. 韩宁.北京工业大学 2007
[10]激光熔覆及快速成形专用镍基粉末的研制[D]. 姚秀军.山东大学 2006
本文编号：2920113
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