鎳基單晶高溫合金激光修復(fù)工藝及生長(zhǎng)行為研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)單晶葉片修復(fù)可以延長(zhǎng)葉片的使用壽命，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在激光熔覆過程中控制枝晶定向生長(zhǎng)是單晶葉片修復(fù)中的重點(diǎn)。本文的主要目的是研究激光熔覆過程中的枝晶生長(zhǎng)行為，獲得單晶枝晶外延生長(zhǎng)的條件。
　　本文以DD5和 DD6單晶作為研究對(duì)象，通過激光重熔和激光熔覆兩種激光加工方式，研究工藝參數(shù)對(duì)枝晶生長(zhǎng)的影響，并獲得合適的工藝參數(shù)范圍。在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同取向和形狀的單晶DD6母材進(jìn)行激光熔覆，通過金相分析以及電子背散射衍射（E

2、BSD）對(duì)試樣進(jìn)行研究。主要結(jié)論如下：
　　單晶熔覆層的枝晶生長(zhǎng)和取向與母材取向有關(guān)。熔池內(nèi)不同區(qū)域的溫度梯度方向與最優(yōu)生長(zhǎng)方向均有一個(gè)夾角值，單晶熔覆層內(nèi)枝晶傾向于沿著所有夾角中最小值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)生長(zhǎng)方向進(jìn)行生長(zhǎng)。當(dāng)激光掃描方向垂直于最優(yōu)生長(zhǎng)方向時(shí)，熔覆層取向與母材取向一致。在熔覆層縱截面平面內(nèi)，豎直方向與最優(yōu)生長(zhǎng)方向存在較大偏差時(shí)，雜晶傾向大。
　　在[001]取向單晶合金的坡口進(jìn)行激光修復(fù)過程中，坡口角度不影響定向枝晶沿

3、最優(yōu)生長(zhǎng)方向生長(zhǎng)，也不影響熔覆區(qū)域的取向與母材一致。但坡口角度越大，側(cè)壁處的雜晶傾向越大。
　　對(duì)單晶葉片葉根進(jìn)行激光修復(fù)過程中，拐角處激光熔池枝晶生長(zhǎng)方向不定，減小熱輸入有利于減小這部分區(qū)域面積。EBSD結(jié)果顯示兩種最優(yōu)生長(zhǎng)方向的影響導(dǎo)致大量取向偏離的產(chǎn)生，但凝固區(qū)域的取向與母材的取向保持一致。
　　母材γ′相（Ni3(Al,Ti)）為方形，通過SEM照片發(fā)現(xiàn)多層多道修復(fù)區(qū)域的熱影響區(qū)的部分γ′相出現(xiàn)邊界模糊，沒有固定形狀