高温合金表面陶瓷涂层压片预置激光熔覆制备工艺试验研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:yqwang1023
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高温合金具有优异的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,已广泛应用于航空航天领域。随着航空发动机涡轮进口温度的不断提高,进一步提升高温合金的高温性能已经成为需要重点研究的问题。以氧化铝、氧化锆为主要材料的热障涂层不仅能够对基体起到隔热作用,提高其使用温度,而且耐磨性、热腐蚀性能优异。本文采用压片预置激光熔覆复合工艺在GH4169合金表面制备了Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层,较为系统地研究了所制备涂层的显微组织、相结构和性能特征,主要研究内容如下:(1)从陶瓷材料与激光的相互作用、冲压原理及裂纹控制等三个方面分析了压片预置激光熔覆陶瓷涂层的基础理论,为工艺试验提供了一定的理论基础。(2)根据激光熔覆的特点,采用ANSYS有限元分析软件,建立了单道扫描激光熔覆压片预置陶瓷涂层温度场有限元模型,分析了激光熔覆工艺参数对涂层制备的影响规律。(3)通过大量的工艺试验,对预热温度、激光功率、扫描速率三个主要参数进行了正交试验,对典型陶瓷涂层组织及稀释特性进行讨论,并对工艺试验参数进行了优化,同时对涂层组织、物相及性能特征进行了分析。(4)基于神经网络和遗传算法,建立激光熔覆工艺参数与熔覆层形貌质量之间的预测模型,从而指导压片预置激光熔覆制备陶瓷涂层的工艺参数选择。
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