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三元叶轮是航空发动机、大型压缩机等机械的核心零部件,随着其应用场合的不断增多以及应用环境的苛刻,对三元叶轮的性能有了更高的要求。叶轮工作环境的不同,对叶片不同位置的机械性能、耐腐蚀性能等有不同需求,采用传统制造手段已无法满足叶轮叶片不同位置不同性能的需求。激光近净成形技术区别于减材加工,它是一种层层堆积制造,不受零件复杂程度的影响,且能够实现功能梯度材料的制备。将激光近净成形技术用于三元叶轮叶片的制造,可根据叶片不同位置的不同性能要求,制备出功能梯度变化的三元叶轮。本文通过基础实验选择合适梯度过渡路径成形SS316/Ni20/Fe90功能梯度薄壁结构件,并进行微观组织分析及性能的评价,得到满足性能要求的功能梯度三元叶轮叶片。具体研究内容如下:(1)选择SS316、Ni20、Fe90材料,进行不同成分比例SS316/Ni20、Ni20/Fe90复合材料基础工艺成形实验,获得形貌良好的薄壁结构。采用优选的工艺参数成形SS316/Ni20和Ni20/Fe90功能梯度薄壁结构,验证不同成分比例复合材料进行成分梯度过渡的可行性,选择合适的梯度过渡路径成形SS316/Ni20/Fe90功能梯度薄壁结构件。(2)对不同成分比例SS316/Ni20、Ni20/Fe90复合材料成形件的微观组织、相组成进行检测,分析其微观组织演变规律,以及成形件缺陷产生机理。微观组织决定着宏观性能,微观组织检测为其宏观性能分析奠定基础。(3)对不同成分比例成形件的机械性能、耐腐蚀性能等进行检测,结合微观组织及相组成,分析其机械性能和耐腐蚀性能变化的原因。为成形功能梯度叶片时梯度路径的选择提供依据。(4)提取三元叶轮叶片模型,添加支撑,分层切片,生成设备可用的工作代码。根据叶片的结构特点,制定激光近净成形方案,使其适用于现有设备。结合优选的梯度过渡路径以及不同成分比例成形工艺参数,成形功能梯度三元叶片。