高强钢宽束激光熔覆镍基/陶瓷复合层组织与性能的研究
发布时间：2021-04-14 03:39
采用TMCP工艺制造的高强钢具有比强度高、焊接性好等优点,已广泛应用于桥梁、建筑、汽车、工程机械等行业,在以煤矿液压支架为代表的煤机设备中,高强钢用料占比可达70%。由于煤机设备工况比较恶劣,在煤矿井下等复杂的工况中服役时工件表面易受到磨损和腐蚀。激光熔覆具有冶金结合紧密、熔覆层性能可调等优点,利用激光熔覆技术在高强钢表面制备一层具有高硬度、高耐磨性的镍基/陶瓷复合熔覆层,可以大大延长液压支架构件的使用寿命,在工程装备再制造行业也有广阔的应用前景。本文针对Q550高强钢,采用激光熔覆技术制备高性能镍基/陶瓷复合熔覆层。对熔覆层合金系进行设计,选取Ni60/WC为熔覆层材料,对比研究了宽束激光和圆束激光熔覆工艺。通过优化熔覆工艺参数和添加Cr、Ti、Y2O3等熔覆层改性材料对熔覆层组织和性能进行调控。针对宽束激光熔覆层中的微观-宏观界面展开研究,探索原位生成强化相的生长控制方法,利用剪切试验对熔覆层界面结合强度进行定量表征,研究宏观界面断裂机理。采用直径5mm圆束激光在Q550钢表而熔覆Ni60和Co12自熔性合金粉末,并添加一定量的WC颗粒强...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３送丝激光烙缓系统示意图及烙覆现场ｔｗ’ｗｉ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｋｅｔｃｈ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ?ｏｆ?ｗｉｒｅ?ｌａｓｅｒ?ｃｌａｄｄｉｎｇ??
Ｐｏｉｎｔ?Ｂ?Ｍｅｌｔ?ｐｏｏｌ??图１．３送丝激光烙缓系统示意图及烙覆现场ｔｗ’ｗｉ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｋｅｔｃｈ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ?ｏｆ?ｗｉｒｅ?ｌａｓｅｒ?ｃｌａｄｄｉｎｇ??（３）激光増材制造与３Ｄ打印??结合计算机辅助设计和制造（ＣＡＤ／ＣＡＭ）将二维平面上的激光烙覆技术拓??展到Ｈ维空间中，即成为激光＂３Ｄ＂打印，也就是激光增材制造ｆ６６’６７ｌ增材制??造技术自１９世纪８０年代出现Ｗ后，已经快速发展了兰十多年。不同于传统零件??制造中将材料去除的方式（切削、创锐、模锻等），３Ｄ打印是一种＂自下而上＂??材料累加的制造方法。无需复杂的模具设计过程，３Ｄ打印可ｌｉＡ实现复杂结构的??大型构件一次成型，大大缩短生产周期、降低生产成本。近年米，激光３Ｄ打印??已经成功在建筑、医疗、航空制造等行业中得到应用ｌｅｗｗ。??利用激光３Ｄ打印可Ｗ制备具有复杂型腔的构件。图１．４?（ａ）和（ｂ）所示??为采用激光成形工艺和ＤＺ１２５Ｌ等高温合金和铁合金等材料制备的空必锅轮叶??片和人体骨关节Ｐ１１。有研究者将激光烙覆应用于燃气轮机叶片的再制造，结合显??微组织和力学性能分析对激光烙覆工艺参数展开优化１７２１国外将激光烙覆应用于??航空发动机祸轮叶片再制造中，成功地修复叶片上的空洞缺陷，修复叶片与原始??叶片的平均几何精度达０．０３０毫米
性能产生不利影响。因此在烙覆材料设计、激光工艺控制原位化合反应、烙池液??馳由??图１．５激光烧覆层中原位生成不同含贾ＮｂＣｐ强化相显微组织及分布ｔｉｗ??Ｆｉｇ．?１．５?Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｄｉｓ化化ｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｆｏｒｍｅｄ?ＮｂＣｐ?ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ??ｃｏｎｔｅｎｔ?ｉｎ?ｌａｓｅｒ?ｃｌａｄ?ｃｏａｔｉｎｇｓ??１．５．?２巧覆层显微组织调控??烙覆层显微组织决定了烙覆层所能达到的性能，而激光烙覆工艺对烙覆层显??１１??
本文编号：3136582
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３送丝激光烙缓系统示意图及烙覆现场ｔｗ’ｗｉ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｋｅｔｃｈ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ?ｏｆ?ｗｉｒｅ?ｌａｓｅｒ?ｃｌａｄｄｉｎｇ??
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性能产生不利影响。因此在烙覆材料设计、激光工艺控制原位化合反应、烙池液??馳由??图１．５激光烧覆层中原位生成不同含贾ＮｂＣｐ强化相显微组织及分布ｔｉｗ??Ｆｉｇ．?１．５?Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｄｉｓ化化ｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｆｏｒｍｅｄ?ＮｂＣｐ?ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ??ｃｏｎｔｅｎｔ?ｉｎ?ｌａｓｅｒ?ｃｌａｄ?ｃｏａｔｉｎｇｓ??１．５．?２巧覆层显微组织调控??烙覆层显微组织决定了烙覆层所能达到的性能，而激光烙覆工艺对烙覆层显??１１??
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