类激光堆焊修复柴油发动机肩胛密封面

发布时间：2019-11-14 12:25

【摘要】：针对老旧柴油发动机肩胛密封面腐蚀损伤修复难的问题,选用HS121镍基合金焊丝作为焊接修复材料,采用类激光焊接技术对其进行修复。使用光学显微镜、X射线应力测定仪(XPS)、电化学工作站、高频往复摩擦磨损试验机、扫描电镜(SEM)和激光三维形貌仪对堆焊修复层截面微观组织形貌、残余应力、耐腐蚀和抗磨损性能等进行了观察和测试。结果表明,类激光堆焊修复层与母材属冶金结合,且无明显焊接缺陷;堆焊修复层表面的残余应力为普通氩弧焊的16%,腐蚀速率为基体的19.88%,耐磨性较基体提高了2.66倍。此外,修复层的自腐蚀电位正于发动机基体材料,自腐蚀电流密度值约为基体材料的1/2。
【图文】：

极化曲线,镍基合金,极化曲线,溶液

中国表面工程２０１５年图２３Ｃ钢和镍基合金修复层在３．５％ＮａＣｌ溶液中的极化曲线Ｆｉｇ．２Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆ３ＣｓｔｅｅｌａｎｄｔｈｅＮｉ－ｂａｓｅｄａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅ３．５％ＮａＣｌｌｉｑｕｉｄ２．３盐雾腐蚀试验盐雾腐蚀试验结束后，将试样取出，洗去表面的腐蚀产物，烘干，称重，比较腐蚀试验前后试样的质量变化，按公式（１）计算试样在腐蚀介质中的腐蚀速率。式中：ｖ为腐蚀速率（ｇ·ｈ－１·ｃｍ－２），ｍ０为腐蚀试验前的试样质量（ｇ），ｍ１为腐蚀试验后的试样质量（ｇ），Ｓ为试样的总面积（ｃｍ２），ｔ为腐蚀试验时间（ｈ）。ｖ＝ｍ０－ｍ（１）Ｓｔ（１）按照上式计算，得到的试验结果如表２所示。由表可见，３Ｃ钢试样在腐蚀介质中的平均腐蚀速率为１．５６１６×１０－７ｇ·ｈ－１·ｃｍ－２，而镍基合金类激光堆焊修复层试样的平均腐蚀速率为０．３１０４×１０－７ｇ·ｈ－１·ｃｍ－２，腐蚀速率仅为母材的１９．８８％，可见修复后零件的耐腐蚀性能将大幅提高。表２ＨＳ１２１镍基合金修复层盐雾腐蚀试验结果Ｔａｂｌｅ２ＣｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅＨＳ１２１Ｎｉ－ｂａｓｅｄａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇＳａｍｐｌｅＯｒｉｇｉｎａｌｍａｓｓ／ｇＭａｓｓａｆｔｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎ／ｇＣｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅ／（１０７ｇ·ｈ－１·ｃｍ－２）３Ｃｓｔｅｅｌ１８．６５３９１８．６０５１１．５６１６Ｎｉ－ｂａｓｅ

形貌,试样表面,形貌,镍基合金

类激光堆焊技术制备的镍基合金修复层试样仅有部分红色锈迹附着于修复层表面，没有出现严重的腐蚀，可以看到明显的原始加工刀痕。从前面的研究中可以看出，，修复层的腐蚀速率仅为３Ｃ钢腐蚀速率的１９．８８％。这是由于在镍基合金修复层中含有Ｎｉ、Ｃｒ等元素，Ｃｒ可以在修复层表面形成致密的Ｃｒ２Ｏ３，阻挡基体与腐蚀气氛的接触。而Ｎｉ的存在也可增强对Ｃｌ－的抗腐蚀性。因此，通过类激光堆焊技术制备的镍基合金修复层，对含有Ｃｌ－的腐蚀环境具有很好的耐蚀效果。图３３Ｃ钢腐蚀试样表面形貌Ｆｉｇ．３Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎ３Ｃｓｔｅｅｌ１１８

【参考文献】