本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金機匣裂紋激光熔覆修復(fù)工藝研究

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【摘要】：本文針對鈦合金機匣支板裂紋修復(fù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的迫切要求,采用激光熔覆的方法實現(xiàn)了鈦合金機匣裂紋的焊接修復(fù)。利用金相分析、掃描電鏡分析、X-ray衍射、能譜分析、強度分析等方法,系統(tǒng)地研究了采用不同工藝參數(shù)(激光功率、掃描速度、送絲速度)進行激光熔覆時各種熔覆區(qū)微觀組織、常溫與高溫抗拉強度,并分析了鈦合金機匣裂紋的激光熔覆修復(fù)的最優(yōu)工藝。以2mm厚TC4試板為試驗材料,對單層填絲激光熔覆工藝進行優(yōu)化研究,結(jié)果表明,隨著激光功率的增加,熔深和熔寬增加,余高減小;隨著掃描速度增加,熔深、熔寬和余高都逐漸減小;隨著送絲速度增加,熔深逐漸減小,熔寬和余高都逐漸增加。通過工藝優(yōu)化得到了沒有缺陷和適宜熔深的熔覆成形結(jié)果。采用激光功率為1.3k W,激光掃描速度為0.6m/min,送絲速度為1.2m/min的工藝參數(shù)進行填絲修復(fù),得到了沒有焊接缺陷和適度熔深的修復(fù)成形結(jié)果。利用分析測試方法對激光熔覆區(qū)進行了微觀組織分析,發(fā)現(xiàn)從母材到熔覆區(qū)的中心位置Al、Si、Ti、V和Fe元素的含量無明顯變化,熔覆區(qū)域為α和β兩種物相。原來TC4母材的灰色球狀α相逐漸變成長條塊狀,邊界處生成大量的β相。同時Al和V元素在片層組織中重新分配,導(dǎo)致了Al元素向α相、V元素向β相富集。試驗結(jié)果表明,隨著激光功率的升高,掃描速度的降低和送絲速度的增大,熔覆區(qū)的常溫抗拉強度都呈先增大后減小的趨勢。當激光功率為1.3k W、激光掃描速度為0.6m/min和送絲速度為1.2m/min時,TC4鈦合金熔覆區(qū)抗拉強度最高,達1056MPa。由高溫抗拉強度結(jié)果可知,當激光功率為1.2k W、激光掃描速度為0.6m/min和送絲速度為1.2m/min時,熔覆區(qū)高溫(400℃)抗拉強度最高,達到627MPa。采用激光功率為2.3k W,激光掃描速度為0.6m/min,送絲速度為1.2m/min的工藝參數(shù)對存在裂紋的機匣支板激光熔覆進行修復(fù),得到了沒有缺陷和適宜熔深的機匣支板熔覆成形結(jié)果。鈦合金機匣支板裂紋激光熔覆修復(fù)后進行300小時的地面試車,在TC4鈦合金機匣支板激光熔覆修復(fù)處未產(chǎn)生裂紋,達到考核的性能指標。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V263

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