核閥密封面鈷基合金激光熔覆層截形與顯微硬度的調控研究.pdf

1、高參數核閥工作在高溫、高壓以及腐蝕性較強的介質環(huán)境中，服役條件惡劣，維修、置換困難，故對其制造材料及工藝質量有非常嚴格的標準和要求。核閥密封面屬關鍵部位，其質量影響到核閥的密封性、可靠性及服役壽命。采用表面工程技術制造高性能、長壽命的閥門密封面，是核電裝備制造企業(yè)的當務之急。
　　核閥密封面實施鎳基或鈷基合金粉末激光熔覆的方法，是目前研制高參數核閥的主要方法之一，采用該方法所獲熔覆層具有組織致密，覆層熱畸變小、厚度、成分和稀釋率可

2、控性好等傳統(tǒng)堆焊方法所不具備的的相對優(yōu)勢，且覆層具有高的耐磨性、耐腐蝕、抗氧化、熱氣蝕和沖蝕性能。本文在基本解決了激光熔覆層變形、開裂、氣孔等缺陷，以及工藝參數可保證穩(wěn)定地得到較為平整的熔覆道的基礎上，基于激光熔覆層截形常呈半月形、環(huán)形密封面熔覆層會出現一定程度的失圓、熔覆層由表及里存在硬度梯度的事實，綜合考慮密封面熔覆層經機加工后必須最終得到足夠寬的密封面尺寸、匹配理想的表面硬度值等因素，以核閥密封面鈷基合金激光熔覆層為研究對象，開展

3、熔覆層截形與顯微硬度的調控研究。
　　本文首先提出了制訂核閥密封面激光熔覆帶寬度工藝尺寸的理念；其次采用預涂覆法通過核閥密封面鈷基合金激光熔覆實驗得到了等厚度的鈷基合金激光熔覆層；再利用大型工具顯微鏡，維氏顯微硬度計對熔覆層的檢測數據，分別建立了相關度很高的熔覆層截形曲率半徑數學模型、熔覆層顯微硬度曲線數學模型；最后，以最少鈷基合金粉末用量為目標函數，以激光功率P、掃描速度v為設計變量，以核閥密封帶寬度工藝尺寸l、激光功率P、掃描

4、速度v、熔覆層厚度h0、熔覆層截形曲率半徑ra、熔覆層面積s、熔覆層維氏硬度H之間的關系為約束條件，建立了熔覆層截形與顯微硬度關系調控的數學模型，并基于MATLAB開發(fā)了熔覆層截形與顯微硬度關系調控的應用程序。該應用程序的特點表現在：通過改變輸入參數即密封帶最終寬度l0的值，可得到指導生產的設計參數和工藝參數；密封面熔覆層表面的最終硬度值可根據閥體與閥蓋應存在的合理硬度差及激光熔覆的設計和工藝參數來調整確定。
　　本文的研究意義在