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高能束流加工技术的发展动态 被引量:7
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作者 巩水利 高巍 +1 位作者 王玉岱 马旭颐 《航空制造技术》 北大核心 2014年第19期66-69,共4页
高能束流通常是指高能量密度的束流,如激光束、电子束、等离子体及离子束。高能束流加工技术利用高能束流对材料或构件进行制造及加工,主要包括焊接、增材制造和表面工程等。高能束流加工技术具有其他加工技术无法实现的独特优势,在先... 高能束流通常是指高能量密度的束流,如激光束、电子束、等离子体及离子束。高能束流加工技术利用高能束流对材料或构件进行制造及加工,主要包括焊接、增材制造和表面工程等。高能束流加工技术具有其他加工技术无法实现的独特优势,在先进制造领域尤其是飞机和航空发动机中的应用愈加重要。 展开更多
关键词 高能束流加工技术 增材制造 高能量密度 航空发动机 等离子体 表面工程 制造领域 激光束
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高能束流加工技术在航空发动机领域的应用 被引量:14
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作者 巩水利 《航空制造技术》 北大核心 2013年第9期34-37,共4页
高能束流加工技术的发展方向更趋于加工过程的自动化和智能化、虚拟制造、复合束源和集成化,并向着高品质、高功率、高效率、多功能和结构功能一体化方向发展,同时随着其在航空发动机及其他领域的应用愈加广泛和成熟,高能束流加工技... 高能束流加工技术的发展方向更趋于加工过程的自动化和智能化、虚拟制造、复合束源和集成化,并向着高品质、高功率、高效率、多功能和结构功能一体化方向发展,同时随着其在航空发动机及其他领域的应用愈加广泛和成熟,高能束流加工技术必将为我国航空事业的进步做出更大贡献。 展开更多
关键词 高能束流加工技术 航空发动机 应用 结构功能一体化 在航 加工过程 虚拟制造 航空事业
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快速扫描电子束加工技术及其在航空制造领域的潜在应用 被引量:9
3
作者 余伟 王西昌 +1 位作者 巩水利 毛智勇 《航空制造技术》 2010年第16期44-47,共4页
快速扫描电子束加工技术在国外已经相当成熟,在航空航天、汽车、医疗等方面的应用也越来越广泛。国内众多研究单位进行的一系列基础理论和应用研究为快速扫描电子束加工技术的发展奠定了基础,尤其是近几年随着控制技术的发展,快速扫描... 快速扫描电子束加工技术在国外已经相当成熟,在航空航天、汽车、医疗等方面的应用也越来越广泛。国内众多研究单位进行的一系列基础理论和应用研究为快速扫描电子束加工技术的发展奠定了基础,尤其是近几年随着控制技术的发展,快速扫描电子束加工技术在国内发展迅速,已经逐渐应用到工程实践中,进一步推动了国内精密制造技术的发展。 展开更多
关键词 加工技术 快速扫描 航空航天 电子束 应用 制造领域 精密制造技术 基础理论
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超快激光加工涡轮叶片气膜冷却孔技术研究 被引量:12
4
作者 张晓兵 纪亮 +3 位作者 蔡敏 毛忠 李元成 张伟 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第21期14-22,共9页
应用超快激光制孔技术以获得更高质量的涡轮叶片气膜冷却孔已在国内外得到广泛研究。介绍了国外超快激光加工较大深径比小孔的技术动态,并描述了基于2.1ps脉冲宽度、400μJ脉冲能量的超快激光加工小孔的孔壁质量,小孔深度与加工的效率... 应用超快激光制孔技术以获得更高质量的涡轮叶片气膜冷却孔已在国内外得到广泛研究。介绍了国外超快激光加工较大深径比小孔的技术动态,并描述了基于2.1ps脉冲宽度、400μJ脉冲能量的超快激光加工小孔的孔壁质量,小孔深度与加工的效率相关性,毫秒、纳秒、皮秒激光加工小孔对单晶高温合金试样疲劳性能的对比结果;针对发动机带热障涂层的叶片、双层壁结构叶片加工气膜冷却孔以及异型气膜冷却孔等,进一步描述了相应的工艺研究结果;最后针对超快激光加工叶片气膜冷却孔技术工程化应用提出了下一步应重点开展的研究工作。 展开更多
关键词 超快激光 气膜冷却孔 涡轮叶片 单晶高温合金 热障涂层
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金属零件激光增材制造技术的发展及应用 被引量:95
5
作者 李怀学 巩水利 +1 位作者 孙帆 黄柏颖 《航空制造技术》 北大核心 2012年第20期26-31,共6页
激光选区熔化技术与选择性激光烧结技术的不同之处在于后者粉末材料往往是一种金属材料与另一种低熔点材料的混合物,成形过程中,仅低熔点材料熔化或部分熔化把金属材料包覆粘结在一起,其原型表面粗糙、内部疏松多孔、力学性能差,需要经... 激光选区熔化技术与选择性激光烧结技术的不同之处在于后者粉末材料往往是一种金属材料与另一种低熔点材料的混合物,成形过程中,仅低熔点材料熔化或部分熔化把金属材料包覆粘结在一起,其原型表面粗糙、内部疏松多孔、力学性能差,需要经过高温重熔或渗金属填补空隙等后处理才能使用;而前者利用高亮度激光直接熔化金属粉末材料,无需粘结剂,由3D模型直接成形出与锻件性能相当的任意复杂结构零件,其零件仅需表面光整即可使用。 展开更多
关键词 激光选区熔化 选择性激光烧结技术 锻件 金属压制材料 激光增材制造 激光 金属材料 轻稀有金属合金 钛合金 成形过程 成形工艺 激光熔覆技术 技术实现
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航空用钛合金结构件激光成形技术研究进展 被引量:7
6
作者 柏林 赵志国 +2 位作者 龚海波 李黎 李怀学 《航空制造技术》 北大核心 2013年第11期38-44,共7页
特种加工技术被国际上称为21世纪的技术,我国已在现代制造技术中广泛应用,并得到国家863计划项目和科技重大专项的大力支持。未来激光加工、电火花加工、超声波加工、数控加工等特种加工技术将向微细化、复合化、自动化的方向发展。
关键词 特种加工技术 成形技术 激光加工 结构件 钛合金 航空用 国家863计划项目 现代制造技术
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多束流电子束薄板焊接应力变形数值模拟 被引量:5
7
作者 黄业文 刘方军 +2 位作者 许海鹰 张伟 李平林 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期52-56,共5页
为了减小薄板结构的焊接变形,基于电子束高频偏转扫描技术在焊缝两侧添加辅助扫描热源实现了多束流电子束焊接及焊前预热.建立了矩形均匀加热辅助热源模型,采用热弹塑性有限元分析方法对1.5 mm厚304不锈钢薄板进行多束流电子束焊接数值... 为了减小薄板结构的焊接变形,基于电子束高频偏转扫描技术在焊缝两侧添加辅助扫描热源实现了多束流电子束焊接及焊前预热.建立了矩形均匀加热辅助热源模型,采用热弹塑性有限元分析方法对1.5 mm厚304不锈钢薄板进行多束流电子束焊接数值模拟,并进行了试验验证.结果表明,焊后残余应力和变形的实测结果与模拟结果吻合良好,多束流电子束焊接方法不仅可以改变熔池前方材料的受力状态,而且可以减小熔池形成瞬间熔池前方材料的压应力峰值,有利于减小熔池的前方压缩塑性应变,进而减小薄板结构的焊接变形. 展开更多
关键词 电子束 多束流 焊接变形 辅助热源 应力
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快速成形技术中材料成形性的研究进展 被引量:6
8
作者 沈以赴 陈文华 +3 位作者 赵剑峰 余承业 谭永生 刘方军 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第4期90-96,共7页
简要介绍了几种典型的快速成形技术的基本原理 ,分析了快速成形技术中材料的研究和应用现状 ,讨论了快速成形技术中材料的快速成形性问题 。
关键词 快速成形 材料 成形性 研究进展 立体光刻装置 分层实体制造 熔融沉积成形
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超快激光加工的微结构界面对DLC薄膜磨损性能影响研究 被引量:3
9
作者 刘星 张伟 +1 位作者 孙刚 马国佳 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期320-326,共7页
采用飞秒超快激光在GCr15轴承钢基体表面上制备了条纹、方格结构,并研究对类金刚石(DLC)薄膜结构、结合强度和耐磨性能影响。利用Raman光谱、扫描电镜、白光干涉形貌仪分析薄膜化学结构及形貌,利用划痕实验仪及SRV磨损试验机对薄膜结合... 采用飞秒超快激光在GCr15轴承钢基体表面上制备了条纹、方格结构,并研究对类金刚石(DLC)薄膜结构、结合强度和耐磨性能影响。利用Raman光谱、扫描电镜、白光干涉形貌仪分析薄膜化学结构及形貌,利用划痕实验仪及SRV磨损试验机对薄膜结合强度、磨损性能进行测定。研究表明,功率密度0.96、400 mm/min、加工间距150~350μm条件下的获得的微结构对DLC薄膜sp3键含量有提升作用,并影响DLC薄膜的结合强度和耐磨性。在间距250μm条纹结构上的DLC薄膜具有最佳的性能,硬度约16 GPa,最高结合力极限载荷52 N,面-面接触、20 N载荷下磨损率1.35×10^(-6)mm^(-3)/N·m,耐磨性与无微结构DLC相比,最高可提高50倍。 展开更多
关键词 微结构界面 DLC薄膜 结合强度 耐磨性能
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Ti_2AlNb合金及其焊接技术研究进展 被引量:14
10
作者 陈玮 李晋炜 史一宁 《航空制造技术》 2015年第17期136-139,共4页
过去的30年里,Ti2AlNb基合金获得了广泛关注。作为替代镍基高温合金的选择之一,其优异的综合力学性能适应了未来航空发动机对高比强度、高比刚度的轻质高温结构材料的迫切要求,对于降低飞行器的自重,提高发动机结构效率和高温服役性能... 过去的30年里,Ti2AlNb基合金获得了广泛关注。作为替代镍基高温合金的选择之一,其优异的综合力学性能适应了未来航空发动机对高比强度、高比刚度的轻质高温结构材料的迫切要求,对于降低飞行器的自重,提高发动机结构效率和高温服役性能具有重要意义。 展开更多
关键词 金属间化合物 焊接 显微组织 力学性能
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航空表面涂层技术的应用与发展 被引量:9
11
作者 李其连 崔向中 《航空制造技术》 2016年第14期32-36,46,共6页
航空表面涂层技术是航空制造技术的重要组成部分,涂层材料与涂层制造技术创新对提高航空零部件产品性能、降低能源消耗、提升产品可靠性及服役寿命具有重要意义。主要对涉及航空工业领域热障涂层、复合材料表面环境障涂层、高温可磨耗... 航空表面涂层技术是航空制造技术的重要组成部分,涂层材料与涂层制造技术创新对提高航空零部件产品性能、降低能源消耗、提升产品可靠性及服役寿命具有重要意义。主要对涉及航空工业领域热障涂层、复合材料表面环境障涂层、高温可磨耗封严涂层及纳米涂层技术的应用现状与研究进展进行了阐述。 展开更多
关键词 航空涂层技术 热障涂层 环境障涂层 封严涂层 纳米涂层
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激光金属沉积技术研究现状与应用进展 被引量:19
12
作者 杨胶溪 柯华 +5 位作者 崔哲 刘琦 李怀学 周正 肖俊恒 张志勇 《航空制造技术》 2020年第10期14-22,共9页
增材制造是融合材料科学、机械自动化及信息技术的先进制造技术,在近30年的发展中,发挥着越来越重要的作用。激光金属沉积(Laser metal deposition,LMD)是基于定向能量沉积(Directed energy deposition,DED)的一种增材制造技术,在近年... 增材制造是融合材料科学、机械自动化及信息技术的先进制造技术,在近30年的发展中,发挥着越来越重要的作用。激光金属沉积(Laser metal deposition,LMD)是基于定向能量沉积(Directed energy deposition,DED)的一种增材制造技术,在近年来受到广泛关注和研究。阐述了LMD技术的基本工作原理及系统组成,重点介绍LMD技术国内外研究进展及应用现状,列举了一些基于LMD的工艺技术开发及装备研发制造,指出了LMD技术在成形效率和成形精度、工艺稳定性及性能一致性等方面的不足。最后,总结了LMD技术未来的5个发展趋势:材料体系集约化、工艺参数系统化、成形过程高效化、设备集成智能化和应用领域广泛化。 展开更多
关键词 增材制造(AM) 定向能量沉积(DED) 激光金属沉积(LMD) 快速成形(RP)
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热输入对7075-T6超高强铝合金激光填丝焊焊缝组织与力学性能的影响
13
作者 高文强 许飞 +2 位作者 马旭颐 郭路云 鲁奕廷 《焊接学报》 北大核心 2025年第1期128-136,共9页
利用激光填丝焊实现了厚度为2.0 mm的7075-T6超高强铝合金的高质量连接,并研究了热输入对超高强铝合金焊缝组织与力学性能的影响.7075-T6铝合金激光填丝焊焊缝组织为典型的铸态组织.焊缝中心区为无明显织构、尺寸较大的等轴晶组织,且焊... 利用激光填丝焊实现了厚度为2.0 mm的7075-T6超高强铝合金的高质量连接,并研究了热输入对超高强铝合金焊缝组织与力学性能的影响.7075-T6铝合金激光填丝焊焊缝组织为典型的铸态组织.焊缝中心区为无明显织构、尺寸较大的等轴晶组织,且焊缝中强化相颗粒无法充分析出,导致接头强度出现一定程度的下降.随着热输入的增加,焊缝横截面的熔凝区面积以及熔宽逐渐增加,而焊缝中心处等轴枝晶的组织和织构特征均未发生显著变化,晶粒尺寸呈现先快速增大后缓慢增加的趋势.不同热输入条件下焊接接头的显微硬度分布趋势基本相同,接头软化最严重的区域均在焊缝.随着热输入的增加,焊接接头的抗拉强度呈现先增加后下降的趋势.通过对激光填丝焊热输入的调控,能够使7075铝合金焊接接头的强度系数达到74.9%. 展开更多
关键词 热输入 7075铝合金 激光填丝焊 焊缝组织 力学性能
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CST仿真技术在电子枪聚焦部件中的应用 被引量:8
14
作者 叶禹豪 左从进 +1 位作者 许海鹰 桑兴华 《航空制造技术》 2018年第9期78-82,共5页
电子枪聚焦部件的结构和尺寸会直接决定最终电子束焦点处电流密度和束流半径,影响电子束流品质。通过CST仿真软件对电子枪聚焦部件进行分析,模拟得到电子枪聚焦部件不同的结构尺寸参数对电子束电流密度和束流半径的影响结果。仿真结果表... 电子枪聚焦部件的结构和尺寸会直接决定最终电子束焦点处电流密度和束流半径,影响电子束流品质。通过CST仿真软件对电子枪聚焦部件进行分析,模拟得到电子枪聚焦部件不同的结构尺寸参数对电子束电流密度和束流半径的影响结果。仿真结果表明,在其他参数不变的情况下,聚焦线圈端面与电子发射面距离从305mm增加345mm时,电子束流半径从1.44mm减小至0.93mm;聚焦线圈内半径从30mm增大至40mm时,电子束流半径从0.86mm增至1.38mm;磁轭间隙从28mm增至43mm时,电子束流半径先减小再增大,在34mm处束流半径达到最小值0.957mm。使用基于CST仿真优化参数制备聚焦线圈的电子枪对1mm TC4薄板进行焊接试验,在相同焊接工艺参数的情况下,新得到的焊缝宽度小于原有焊缝。 展开更多
关键词 电子枪 电磁场 CST仿真 聚焦线圈 电流密度
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灯丝电流磁场对电子枪束流品质的影响 被引量:3
15
作者 胡元枧 左从进 +1 位作者 郭光耀 付鹏飞 《航空制造技术》 2010年第9期81-84,90,共5页
在直热式电子枪中阴极灯丝电流将会产生磁场而影响电子运动轨迹。用一个简化模型来估算灯丝电流磁场导致束流产生的偏差,试验表明灯丝电流磁场确实影响了束流能量密度分布。把工程计算的结果与电子枪结构模拟的结果相比较所得结果是一... 在直热式电子枪中阴极灯丝电流将会产生磁场而影响电子运动轨迹。用一个简化模型来估算灯丝电流磁场导致束流产生的偏差,试验表明灯丝电流磁场确实影响了束流能量密度分布。把工程计算的结果与电子枪结构模拟的结果相比较所得结果是一致的。同时考虑灯丝加热电流跳动所带来的影响,试验表明随时间变化的磁场导致束流能量密度分散,焊缝质量下降,而且无法依靠静态合轴来消除。 展开更多
关键词 直热式 磁场 能量密度 工程计算
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采用EB-PVD技术制备两种多分层热障涂层的研究
16
作者 刘亮 张华芳 +3 位作者 高巍 雷新更 崔向中 郑玉峰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第20期21-24,共4页
基于电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术,设计并分别采用离子束辅助沉积法和低转速法制备了两种具有分层结构的热障涂层(TBCs),对陶瓷层引入层状结构后的组织结构与性能进行了研究。结果表明,层状结构的引入带来大量平行于沉积面的分层界... 基于电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术,设计并分别采用离子束辅助沉积法和低转速法制备了两种具有分层结构的热障涂层(TBCs),对陶瓷层引入层状结构后的组织结构与性能进行了研究。结果表明,层状结构的引入带来大量平行于沉积面的分层界面和相邻分层间的密度调制变化。层状结构TBCs的占优取向由(100)逐渐变化到(111),但仍都形成了不可转变的四方相(t′)结构。依据分层结构本身的差异和分层界面所处位置的不同,低转速分层试样具有更好的抗氧化性能,但离子辅助分层试样具有明显更长的热循环寿命。 展开更多
关键词 热障涂层 离子束辅助沉积 多层 寿命
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超快激光加工小孔穿透成形时间的影响因素试验研究 被引量:3
17
作者 毕帅 张晓兵 +4 位作者 张伟 李元成 马宁 蔡敏 毛忠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期111-120,共10页
超快激光加工叶片气膜冷却孔通常在叶片内腔填充防护材料以防对壁损伤。使用中间带防护材料的高温合金夹层试片模拟带防护材料的涡轮叶片,应用在线图像识别技术与控制变量法,研究孔深度、填充半径、斜孔倾角对超快激光填充法加工小孔穿... 超快激光加工叶片气膜冷却孔通常在叶片内腔填充防护材料以防对壁损伤。使用中间带防护材料的高温合金夹层试片模拟带防护材料的涡轮叶片,应用在线图像识别技术与控制变量法,研究孔深度、填充半径、斜孔倾角对超快激光填充法加工小孔穿透成形时间的影响,并采用非线性最小二乘法对试验数据进行曲线拟合,结果发现孔深度、填充半径、斜孔倾角与小孔穿透成形时间的关系分别为Gauss函数、Belehradek函数、Boltzmann函数。基于研究结果,提出合理控制填充加工小孔时间并增加旋切加工扩孔的方法,成功获得对壁无损伤而出口成形圆整的小孔。 展开更多
关键词 超快激光 穿透成形时间 气膜孔 单晶高温合金
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激光去除与连接技术发展研究 被引量:2
18
作者 陈俐 巩水利 何恩光 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期78-84,共7页
随着激光技术的发展,激光去除与连接技术深刻影响着制造业技术的发展,并以柔性、高效、高质的综合优势成为不可或缺的先进制造技术。在先进制造智能化发展的时代,激光技术、数字信息技术等的融合必将推动激光去除与连接技术的应用发展... 随着激光技术的发展,激光去除与连接技术深刻影响着制造业技术的发展,并以柔性、高效、高质的综合优势成为不可或缺的先进制造技术。在先进制造智能化发展的时代,激光技术、数字信息技术等的融合必将推动激光去除与连接技术的应用发展与创新。本文选取工业应用最广的激光焊接、激光切割、激光打孔、激光打标4种激光去除与连接技术,概述了激光去除与连接技术的应用现状,分析了其在支撑先进制造发展过程中存在的问题。研究表明,激光去除与连接技术的发展应注重工艺基础和装备研究一体化的研究,解决激光加工单元部件、激光加工工艺、智能集成各环节的关键技术,强化工艺基础研究平台建设,关注技术创新和人才培养的多维度结合,以促进激光去除与连接技术从工艺应用开发到装备市场保障的生态链式的协同发展。 展开更多
关键词 激光加工 激光焊接 激光切割 激光打孔 激光打标
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气氛对紫外激光非晶合金盲孔加工性的影响研究
19
作者 李元成 毛忠 +3 位作者 王程浩 蔡敏 张伟 张晓兵 《航空制造技术》 2020年第8期61-67,共7页
为了获得不同气氛对紫外激光加工非晶合金盲孔的质量和效率的影响,采用波长355nm的纳秒激光对Zr–Cu非晶合金进行同心圆式旋切法盲孔加工试验,利用光学显微镜、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等仪器对盲孔的显微形貌、粗糙度和加工效率进... 为了获得不同气氛对紫外激光加工非晶合金盲孔的质量和效率的影响,采用波长355nm的纳秒激光对Zr–Cu非晶合金进行同心圆式旋切法盲孔加工试验,利用光学显微镜、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等仪器对盲孔的显微形貌、粗糙度和加工效率进行了测试。结果表明,气氛的压力和种类影响着盲孔的底面形貌、加工质量和效率。气氛压力越小,盲孔底面粗糙度越低,材料的去除效率越高;相对于氮气、空气中的加工,氧气中表面粗糙度最小,且材料去除率最高。另外,加工表面未出现晶化现象,说明在一定激光参数下紫外纳秒激光可以实现非晶态合金的无晶化加工。 展开更多
关键词 紫外激光 纳秒激光 盲孔 激光加工 Zr–Cu非晶合金 表面质量
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激光高速沉积Inconel 625涂层组织特征及性能
20
作者 杨胶溪 杨剑锋 +2 位作者 白兵 刘琦 李怀学 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第21期47-52,61,共7页
激光高速沉积工艺可以改善常规熔覆涂层存在的腐蚀问题,为了研究扫描速度对熔覆涂层微观组织和性能的影响,采用不同的激光扫描速度在300M钢基体上制备Inconel 625镍基合金涂层,重点分析了40m/min和70m/min两种典型扫描速度条件下制备熔... 激光高速沉积工艺可以改善常规熔覆涂层存在的腐蚀问题,为了研究扫描速度对熔覆涂层微观组织和性能的影响,采用不同的激光扫描速度在300M钢基体上制备Inconel 625镍基合金涂层,重点分析了40m/min和70m/min两种典型扫描速度条件下制备熔覆层的显微组织、物相组成、硬度、抗腐蚀性能等。结果表明,不同扫描速度条件下制备的镍基合金涂层的冶金形态主要是胞状晶和柱状晶,其相成分主要由γ-Ni固溶体和Fe3Ni2两种物相构成。高速激光熔覆层的硬度随着线扫描速度的增加呈增加趋势,且涂层的腐蚀电位逐渐增大、腐蚀电流密度逐渐减小。随着扫描速率的提高,涂层的均匀性提高,稀释率、晶粒度及热输入显著降低,界面元素的扩散得到抑制,因此材料的腐蚀性能显著提高。 展开更多
关键词 激光高速沉积 镍基合金涂层 微观组织 冶金行为 溶质截留 抗腐蚀性能
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