鎳基高溫合金具有優(yōu)良的高溫強度和抗氧化性能,廣泛應用于航空發(fā)動機、渦輪葉片等熱端部件。其在高溫、高壓、高轉速及交變負荷等惡劣條件下長期使用過程中,易出現(xiàn)燒蝕、磨損等表面損傷和掉塊、斷裂等體積損傷。采用特定的表面工程技術和增材修復技術可有效恢復損傷零件的尺寸和性能,為鎳基高溫合金綜合使役性能的保持和再生提供可行途徑。重點綜述了表面改性、表面鍍層、表面涂層、載能束增材、能束能場復合等鎳基高溫合金修復強化技術國內外研究現(xiàn)狀,歸納總結了各修復方法的技術原理、工藝特點及應用范圍。加強能束能場復合修復技術開發(fā)、能束能場與材料的作用機理,以及修復過程形性協(xié)同調控等方面的研究,對拓寬工藝適用范圍、降低修復強化層缺陷以及增強修復機動時效性具有重要意義,是鎳基高溫合金修復強化技術未來發(fā)展趨勢。 

【文章來源】：表面技術. 2020,49(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：18 頁

【部分圖文】：

1 Inconel718顯微組織照片[106]

江蘇大學周建忠等[22-24]為了提高Inconel 718鎳基高溫合金耐熱腐蝕性能，利用Spit Light 2000型納秒激光器對合金表面進行激光噴丸強化處理。結果表明：噴丸區(qū)細化明顯且晶粒形態(tài)出現(xiàn)了分層現(xiàn)象。激光噴丸強化試樣經(jīng)過10、25 h腐蝕后的質量損失分別為未處理試樣的18.9%和17.9%。WLP處理后，在260℃下對試樣進行熱腐蝕測試，試樣表面的Cr2O3氧化膜未出現(xiàn)明顯剝落且沒有CrS、NiO產(chǎn)物生成，分析認為WLP試樣表面晶粒細化及γ″相析出能有效減緩O、S的侵入，表明激光噴丸強化有效提高了該合金的耐熱腐蝕性能。經(jīng)處理后的試樣表層出現(xiàn)高幅值的殘余壓應力，表層硬度顯著提高，高溫保持后試樣的殘余壓應力發(fā)生釋放，同時顯微硬度降低，但強化效果仍然存在。與室溫激光噴丸強化相比，高溫（260℃）激光噴丸強化處理后材料表面位錯密度更大，晶粒細化更明顯。在高溫保溫測試中，LP較WLP殘余應力釋放幅度更快，位錯密度減小明顯，表明經(jīng)WLP處理后材料高溫穩(wěn)定性更好，如圖1所示。1.1.3 鎳基合金表面激光沖擊強化技術

天津大學鄒慧等[36]采用強流脈沖電子束對DD3鎳基高溫合金進行表面改性處理，結果表明，HCPEB處理后，基體表面出現(xiàn)不均勻的熔坑，并且隨著脈沖次數(shù)的增加，熔坑密度先由小變大，再由大變小，最后趨于平整。經(jīng)過多次HCPEB轟擊后，截面形成晶粒細小的熱影響區(qū)和成分均勻的重熔區(qū)，在第5次HCPEB轟擊后，截面硬度達到最大。江蘇大學呂鵬等[37]采用強脈沖電子束技術（HCPEB）對鎳基高溫合金GH80A燃氣輪機葉片進行表面改性處理。20次HCPEB處理后，GH80A合金表面熔化形成3μm厚的熔覆層，層內出現(xiàn)位錯滑移和晶粒細化現(xiàn)象，如圖2所示。在850℃下HCPEB處理20次后，合金表面氧化膜連續(xù)且致密，氧化動力學符合拋物線規(guī)律，如圖3所示，氧化產(chǎn)物主要由Ni-Cr-O組成，合金抗高溫氧化能力提高了35%以上。圖3 850℃下不同輻照次數(shù)時GH80A合金試樣的氧化增重曲線[37]

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]鎳基單晶高溫合金噴丸層塑性變形行為及其表征研究[D]. 陳艷華.上海交通大學 2014

碩士論文
[1]電磁輔助激光修復GH4169合金的組織和力學性能研究[D]. 程洪茂.南昌航空大學 2018
[2]基于超聲沖擊的激光快速成形鎳基高溫合金強化技術研究[D]. 戚永愛.南京航空航天大學 2014



本文編號：3278948