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本文针对K438镍基高温合金精铸件在铸造和使用过程中易出现缺陷,需要修复的问题,以Ni60粉末作为修复填充材料,采用激光熔覆的方式对K438镍基高温合金进行补焊修复,分别对单道、单层多道以及多层多道激光熔覆修复进行了工艺研究,并针对该合金在激光熔覆修复中的宏观形貌、显微组织及力学性能进行了分析。采用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及能谱仪(EDS)等分析测试手段观察了工艺条件发生变化时激光熔覆修复组织的凝固特征,并对其显微硬度、微区残余应力以及磨损性能等力学性能进行测试,探讨了其磨损机理。工艺试验结果发现,提高激光功率,降低扫描速率或者降低粉末供给速度,都有助于提高熔覆层的熔深、熔宽和接触角,降低熔高。粉末供给速度与熔深和熔宽的关系不大,熔覆时过大或过小的扫描间距都会使表面不平整。热输入与熔覆层出现裂纹的关系较大,激光功率偏大、扫描速率或粉末供给速度偏小以及扫描间距偏小,都会造成热输入的偏大,从而令熔覆层出现裂纹。扫描路径与熔覆层质量的关系不大。得到较好的熔覆修复参数:功率P=1200W,扫描速度VS=5mm/s,粉末供给速度VF=0.7g/s,扫描间距DS=1.8mm,此参数下可以获得成形良好,无缺陷的熔覆修复组织。显微组织分析表明,温度梯度G和熔池凝固速率R对熔覆层的结晶形态有较密切的关系,从与底部交界处到表面,G/R的值减小,组织依次由柱状晶转化为等轴晶。热输入与K438合金的开裂的关系密切,合金中的裂纹为液化裂纹,主要原因是由于MC碳化物、γ-γ’共晶以及γ’沉淀相等低熔共晶物在晶界的液化。力学性能研究表明,修复组织的硬度相较于基材有较大提高,减小热输入有利于显微硬度的提高。道间搭接部分残余应力较高,可达500MPa左右,而道内未搭接部分残余应力较低,只有大约50~200MPa。K438镍基高温合金基材的磨损方式包括磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损三种磨损方式同时存在,熔覆层的磨损类型主要为粘着磨损。熔覆层的耐磨性与平均显微硬度有着极高的相关性,熔覆层的抗磨损能力相较于K438基材有了显著提高,提高扫描间距,会使其平均摩擦系数提高,从而使磨损率有一定的上升。