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超声辅助激光熔覆IN 625高温合金涂层组织及性能研究
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作者 牛庆伟 郝敬宾 +3 位作者 纪皓文 付天池 杨海峰 刘昊 《精密成形工程》 北大核心 2024年第2期137-148,共12页
目的针对激光熔覆制备IN 625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂... 目的针对激光熔覆制备IN 625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂层物相种类和晶体尺寸的影响;通过分析析出相含量、分布方式及析出形态,研究超声功率对元素偏析的影响;通过对显微硬度、高温耐磨性进行测试,研究超声功率对涂层力学性能的影响。结果施加超声前的涂层组织主要为方向杂乱的粗大枝晶,施加超声后的涂层物相组成未发生明显变化,但枝晶内亚晶排列紧密且尺寸明显减小;施加超声振动后的涂层析出相尺寸减小、含量下降,其中Laves相含量在施加超声后降幅较大,表明超声振动可以抑制Nb、Mo等元素的偏析;施加超声振动后涂层的显微硬度提高,磨损率明显下降,磨损机制由原来的表面疲劳磨损、黏着磨损和磨粒磨损的复杂磨损转变为磨粒磨损、黏着磨损的简单磨损。结论施加超声辅助可以有效细化IN 625涂层组织,并抑制Laves相的析出,提高涂层的硬度和耐磨性。 展开更多
关键词 激光熔覆 超声振动 高温合金涂层 摩擦磨损 元素偏析
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超声滚压对高速激光熔覆GH5188高温合金涂层组织和力学性能的影响 被引量:4
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作者 纪皓文 郝敬宾 +3 位作者 牛庆伟 刘昊 杨海峰 刘新华 《精密成形工程》 北大核心 2023年第1期146-155,共10页
目的为了提高GH5188高速激光熔覆涂层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能,采用超声滚压(UR)技术在GH5188涂层表面制备纳米晶层。方法利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、维氏硬度计、高温摩擦磨损试验机和电化学工... 目的为了提高GH5188高速激光熔覆涂层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能,采用超声滚压(UR)技术在GH5188涂层表面制备纳米晶层。方法利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、维氏硬度计、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站研究超声滚压作用下GH5188涂层的微观形貌、相组成、显微硬度、高温摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。结果超声滚压后,GH5188涂层表面达到镜面效果,与未滚压相比,粗糙度下降58%;制备出厚度为18μm的纳米晶层;与H13基体相比,未滚压的涂层表面显微硬度提高21%,超声滚压后的涂层表面显微硬度提高70%;与H13基体相比,未滚压的涂层耐磨性提高69%,超声滚压后的涂层耐磨性提高81%;电化学测试结果表明,与H13基体相比,未滚压的涂层耐腐蚀性提高12%,超声滚压后的涂层耐腐蚀性提高17%。结论超声滚压后的涂层表层组织位错密度和晶界增加,获得了纳米晶层,有效改善了GH5188涂层的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性等力学性能。 展开更多
关键词 高速激光熔覆 超声滚压 高温合金涂层 表面强韧化 纳米晶层
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扫描速度对激光熔覆NiAlBSi高温合金涂层组织和性能的影响 被引量:4
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作者 姚标 王存山 +1 位作者 王锐 姜超 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期35-40,共6页
采用激光熔覆技术在45#钢表面制备NiAlBSi高温合金涂层。利用X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针、显微硬度计、摩擦磨损试验机和热重分析仪,对不同激光扫描速度下合金涂层的相组成、微观组织、成分、显微硬度、耐磨性和高温抗氧化性进行... 采用激光熔覆技术在45#钢表面制备NiAlBSi高温合金涂层。利用X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针、显微硬度计、摩擦磨损试验机和热重分析仪,对不同激光扫描速度下合金涂层的相组成、微观组织、成分、显微硬度、耐磨性和高温抗氧化性进行了分析。研究结果表明,不同激光扫描速度下合金涂层皆是由树枝状NiAl金属间化合物构成。随着扫描速度的增加,由于树枝晶逐渐细化,合金涂层的硬度增加,但耐磨性能和抗高温氧化性则呈现出先增后降的变化趋势,在激光扫描速度为4 mm/s时,合金涂层具有最好的耐磨性能和抗高温氧化性能。 展开更多
关键词 激光技术 激光熔覆 高温合金涂层 NI-AL合金 微观组织
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钛合金表面激光熔覆Nb-Al-Ti高温合金涂层组织与性能 被引量:13
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作者 单晓浩 王存山 于群 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期184-191,共8页
采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备了不同Ti含量的Nb-Al-Ti高温合金涂层,分析了Ti含量对该合金涂层的显微组织、硬度和抗高温氧化性的影响。结果表明,随着Ti添加量的增加,合金涂层依次形成了β-(Nb,Ti)树枝晶+枝晶间Nb3Al和β-(Nb,Ti)... 采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备了不同Ti含量的Nb-Al-Ti高温合金涂层,分析了Ti含量对该合金涂层的显微组织、硬度和抗高温氧化性的影响。结果表明,随着Ti添加量的增加,合金涂层依次形成了β-(Nb,Ti)树枝晶+枝晶间Nb3Al和β-(Nb,Ti)树枝晶+枝晶间Nb3Al+Nb2Al组织,合金涂层的显微硬度得到提高;受金属间化合物数量和微观偏析等因素的影响,Ti添加量的质量分数为15.18%时的合金涂层抗高温氧化性最优。 展开更多
关键词 激光技术 激光熔覆 高温合金涂层 NB A1一Ti合金 微观组织 性能
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炭/炭复合材料表面高温抗氧化合金涂层的研究进展 被引量:2
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作者 贾丙林 付前刚 +2 位作者 曹翠微 李贺军 李克智 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期36-39,69,共5页
炭/炭(C/C)复合材料高温下易氧化,严重制约了其应用。高温合金涂层技术是解决该问题的有效手段。综述了近几年来C/C复合材料高温抗氧化合金涂层的最新研究进展,介绍了Si-Cr系、Si-Mo系、Si-Mo-X(W,Ta,Cr)系、Al基以及Ir系合金涂层的高... 炭/炭(C/C)复合材料高温下易氧化,严重制约了其应用。高温合金涂层技术是解决该问题的有效手段。综述了近几年来C/C复合材料高温抗氧化合金涂层的最新研究进展,介绍了Si-Cr系、Si-Mo系、Si-Mo-X(W,Ta,Cr)系、Al基以及Ir系合金涂层的高温抗氧化性能,分析了部分合金涂层失效的原因,提出了C/C复合材料高温抗氧化合金涂层目前存在的主要问题及今后的发展方向。 展开更多
关键词 抗氧化 炭/炭复合材料 高温合金涂层
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Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料的制备及抗烧蚀机制 被引量:1
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作者 田甜 孙威 +3 位作者 熊翔 徐永龙 湛紫章 陈招科 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1691-1699,共9页
为了改善C/C-ZrC-SiC复合材料在高超声速飞行器热防护领域的使用性能,采用低压悬浮浸渗法制备出Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料。利用XRD、SEM、EDS等手段研究氧乙炔焰烧蚀前后Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料表层... 为了改善C/C-ZrC-SiC复合材料在高超声速飞行器热防护领域的使用性能,采用低压悬浮浸渗法制备出Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料。利用XRD、SEM、EDS等手段研究氧乙炔焰烧蚀前后Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料表层微观结构演变规律,阐明了Fe基高温合金涂层对C/C-ZrC-SiC复合材料烧蚀行为的影响。结果表明:C/C-ZrC-SiC复合材料在1 650℃的大气环境下并通过低压悬浮浸渗法浸渗2h后,其表层形成一层均匀、致密、且结合紧密的Fe基高温合金涂层。在2 500℃下烧蚀180s后,改性后的C/CZrC-SiC复合材料表面出现较小的烧蚀坑,质量烧蚀率相比未表面改性的试样降低了8%,线烧蚀率降低了35%。且表面生成一层均匀致密的Fe2O3-ZrO2复合氧化物保护层,大大降低了表面裂纹、孔洞等缺陷的产生,从而降低了氧的扩散速率及缺陷带来的应力集中。最终Fe基高温合金覆盖层提高了C/C-ZrC-SiC复合材料的高温抗氧化性和抗机械剥蚀性能。 展开更多
关键词 C/C-ZrC-SiC复合材料 Fe基高温合金涂层 低压悬浮浸渗 烧蚀 复合氧化物
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热障涂层高温合金气膜孔电火花加工技术研究 被引量:7
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作者 王力 张国伟 郭永丰 《航空制造技术》 2018年第15期78-83,共6页
针对现今航空发动机叶片气膜孔传统电火花加工方法存在的生产周期长,ND:YAG激光加工方法加工质量较差的问题,提出基于辅助电极法的气膜孔电火花一次加工成形技术。针对该方法开展了4项关键技术研究,包括热障涂层高温合金数控系统、放电... 针对现今航空发动机叶片气膜孔传统电火花加工方法存在的生产周期长,ND:YAG激光加工方法加工质量较差的问题,提出基于辅助电极法的气膜孔电火花一次加工成形技术。针对该方法开展了4项关键技术研究,包括热障涂层高温合金数控系统、放电状态辨识系统、脉冲电源和基于模糊控制的伺服控制系统。基于上述技术,研制热障涂层高温合金气膜孔电火花加工控制系统,以实现加工过程中间隙放电状态的准确调节,提高加工效率与加工质量。以φ0.5mm气膜孔加工为例,与常规电火花加工控制系统进行对比试验,验证该技术有效性,研制试验表明,采用自行研制热障涂层高温合金电火花加工控制系统,可提高加工效率达110%,且孔口无微孔隙,交界面无分层微裂纹缺陷,验证试验表明,该系统可有效提高加工效率与加工质量。 展开更多
关键词 热障涂层高温合金 气膜孔 一次加工成形 电火花 辅助电极法 加工控制系统
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钛合金表面抗高温氧化涂层的研究进展 被引量:15
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作者 隋欣梦 胡记 +2 位作者 张林 肇威 张维平 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期21-38,共18页
钛合金在制造航空航天发动机等关键部件方面具有重要的应用价值,但高温性能不稳定是制约其发展前景的主要原因。采用激光熔覆技术在钛合金表面制备耐高温涂层,是在不改变钛合金材料整体性能的前提下赋予材料表面特殊性能的重要途径。首... 钛合金在制造航空航天发动机等关键部件方面具有重要的应用价值,但高温性能不稳定是制约其发展前景的主要原因。采用激光熔覆技术在钛合金表面制备耐高温涂层,是在不改变钛合金材料整体性能的前提下赋予材料表面特殊性能的重要途径。首先介绍了钛合金的氧化行为,并简要分析了钛合金在氧化过程中的氧化特点及失效形式,指明其改善途径。随后总结分析了目前常用的镍基高温涂层、TiAl系高温涂层和高熵合金高温涂层的研究现状,其中镍基合金涂层具有较高的结合强度、良好的耐磨性和优异的耐蚀性,但由于涂层与基体中元素的扩散速率不同导致的差异,造成柯肯达尔空洞的产生,涂层变得不稳定,涂层与基体的结合强度降低。TiAl基合金的高温性能与镍基高温合金相近,且密度小,有代替镍基合金的发展趋势,其涂层表面可以生成均匀致密的Al2O3氧化膜,并且与钛合金基体间的化学成分差异小,基本不发生互扩散现象。但二元TiAl系涂层对于Al的用量有严格的要求,当其使用温度超过850℃时,抗氧化性能也会严重降低。因此Ti-Al-X系涂层中X元素(例如Cr、Si、Ni等元素)的添加,可以适当地降低Al含量,促进均匀致密的Al2O3氧化膜的形成,有效地阻止氧元素向基体的扩散,并且比二元TiAl涂层的脆性要低、塑性更好。高熵合金高温涂层具有许多优异的性能,调整其中某一种或者某几种元素的含量都可以进一步优化性能,因此应用前景极为广阔,但其还处于实验室研究阶段,元素配比的不合理,基体元素对熔覆层的反作用,都会使高熵合金的脆性和力学性能达不到理论效果,不能进入真正的应用阶段。最后展望了激光熔覆技术在钛合金表面制备高温涂层的发展趋势。 展开更多
关键词 合金 镍基高温涂层 TiAl系高温涂层 高熵合金高温涂层 氧化性能 氧化机制
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切削高温合金用涂层的研究进展 被引量:4
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作者 季思源 万维财 +5 位作者 彭卓豪 刘子京 秦运 王宗元 王杰 黄淙 《工具技术》 北大核心 2022年第2期3-10,共8页
随着制造业的快速发展,高温合金需求量逐年增加。在切削高温合金过程中,加工面临着切削温度高、切削力大和加工硬化等难点。因此切削高温合金用涂层应运而生,在提高机械加工效率和零件表面加工质量的同时也提高了硬质合金刀具使用寿命,... 随着制造业的快速发展,高温合金需求量逐年增加。在切削高温合金过程中,加工面临着切削温度高、切削力大和加工硬化等难点。因此切削高温合金用涂层应运而生,在提高机械加工效率和零件表面加工质量的同时也提高了硬质合金刀具使用寿命,极大降低了加工成本。本文综述了国内外切削高温合金用涂层的成分种类、具体特点及制备方法,分析了涂层成分和梯度结构对其切削性能的影响,并对切削高温合金用涂层发展做出分析与展望。 展开更多
关键词 高温合金 切削高温合金涂层 制备方法 涂层种类
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耐高温涂层封孔剂的制备研究 被引量:20
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作者 阎瑞 马世宁 吴行 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2003年第1期13-15,19,共4页
研究并制备了用于耐高温合金涂层封孔处理的水性无机硅酸盐封孔剂。对封孔前后涂层性能的测试表明:经过封孔后,大大增强了涂层耐酸、碱和盐水的性能,明显改善了封孔后的涂层耐高温腐蚀性能,高温涂盐腐蚀后增重明显降低。使用此封孔剂,... 研究并制备了用于耐高温合金涂层封孔处理的水性无机硅酸盐封孔剂。对封孔前后涂层性能的测试表明:经过封孔后,大大增强了涂层耐酸、碱和盐水的性能,明显改善了封孔后的涂层耐高温腐蚀性能,高温涂盐腐蚀后增重明显降低。使用此封孔剂,不但对环境无污染,还可以延长耐高温合金涂层的使用寿命。 展开更多
关键词 高温合金涂层 封孔剂 水性无机硅酸盐 热喷涂 表面改性
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低压等离子喷涂耐高温涂层残余应力检测及分析
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作者 王斌利 胡江波 +3 位作者 王建锋 黄宝庆 江鹏 刘建明 《热喷涂技术》 2019年第4期55-59,71,共6页
采用低压等离子工艺制备耐高温可磨耗涂层,通过光学显微镜观察了耐高温涂层的显微结构,采用逐层法与曲率法相结合的检测技术,对不同厚度涂层残余应力进行检测,形成了涂层厚度与残余应力分布及趋势图,运用热处理技术控制和消除涂层内部... 采用低压等离子工艺制备耐高温可磨耗涂层,通过光学显微镜观察了耐高温涂层的显微结构,采用逐层法与曲率法相结合的检测技术,对不同厚度涂层残余应力进行检测,形成了涂层厚度与残余应力分布及趋势图,运用热处理技术控制和消除涂层内部残余的涂层应力。结果表明,低压等离子喷涂的耐高温涂层表面残余应力随着涂层厚度的增加而增大,当涂层厚度达到0.6mm左右极限时,涂层会发生自然开裂,采用热处理的工艺方法可以减少涂层内的热应力导致的涂层残余应力。 展开更多
关键词 高温合金涂层 逐层法和曲率法 高温可磨耗 残余应力 热处理
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不同脉冲激光在带热障涂层高温合金上制孔及热循环后孔组织形貌的变化 被引量:2
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作者 蔡敏 张晓兵 +2 位作者 张伟 李元成 纪亮 《应用激光》 CSCD 北大核心 2022年第12期129-136,共8页
采用毫秒激光和超快激光在带热障涂层高温合金上加工气膜孔,然后对制孔试样进行热循环试验,对比研究了两种脉冲激光对热障涂层及金属基体孔壁形貌的影响,分析了小孔热循环后组织形貌的变化。初步试验结果表明:采用毫秒激光在带热障涂层... 采用毫秒激光和超快激光在带热障涂层高温合金上加工气膜孔,然后对制孔试样进行热循环试验,对比研究了两种脉冲激光对热障涂层及金属基体孔壁形貌的影响,分析了小孔热循环后组织形貌的变化。初步试验结果表明:采用毫秒激光在带热障涂层的高温合金试样上制孔,孔边缘陶瓷涂层易出现掉块现象,且黏结层和金属基体会产生再铸层;而皮秒激光制孔边缘组织与远离孔边缘组织无明显变化,陶瓷涂层、黏结层以及金属基体均无再铸层和微裂纹形成。制孔试样经450次热循环后,孔周围陶瓷涂层组织均未见明显变化,孔边缘黏结层与远离孔边缘处的组织发生明显改变。毫秒激光制孔孔边缘金属基体再铸层组织区域厚度增加,而皮秒激光制孔孔边缘金属基体层也出现了与远离孔边缘组织不同的扩散区域。毫秒激光制孔试样热循环后,孔边缘黏结层与陶瓷涂层之间的TGO层出现微裂纹;而皮秒激光制孔边缘热循环后,黏结层与陶瓷涂层之间未出现微裂纹。 展开更多
关键词 带热障涂层高温合金 皮秒激光制孔 毫秒激光制孔 热循环
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一种新型的高温合金铝化物涂层指示剂的研究
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作者 武昕 张琦 +2 位作者 夏业琼 王华阁 杜治能 《航空工程与维修》 2000年第3期41-42,共2页
关键词 燃气涡轮发动机 叶片 焊接 高温合金铝化物涂层指示剂 检测 去除 冷却结构
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Effects of Al and Ni doping on oxidation and corrosion resistance of electrophoretic deposited YSZ coatings 被引量:1
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作者 Li-li WANG Wei WANG +3 位作者 Ye-li FAN Xiao-xiao QI Ji-hua LIU Zi-ying ZHANG 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第7期1551-1557,共7页
Yttria-stablized zirconia(YSZ)/(Ni,Al)coatings were deposited on Inconel600alloy substrate by the electrophoreticdeposition combined with vacuum sintering technique.The effects of isothermal oxidation at1100°C on... Yttria-stablized zirconia(YSZ)/(Ni,Al)coatings were deposited on Inconel600alloy substrate by the electrophoreticdeposition combined with vacuum sintering technique.The effects of isothermal oxidation at1100°C on the composition of thecoatings and the crack healing were investigated,and the corrosion resistance of the coatings in3.5%NaCl(mass fraction)solutionwas also studied.The results showed that the cracks on the coating gradually healed up with the increase of the isothermal oxidationtime.During isothermal oxidation process,the coating composed of Ni3Al was transformed toα-Al2O3particulates.Theα-Al2O3particulates can seal the defects such as pores and cracks,and meanwhile prevent the oxygen diffusion into the coatings.Thepolarization curves and EIS results indicated that the coatings oxidized for40h had a more positive corrosion potential,higherbreakdown potential,higher impedance module at low frequency and much lower corrosion current density compared with YSZcoated and uncoated Inconel600alloys. 展开更多
关键词 electrophoretic deposition corrosion composite coating SUPERALLOY
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Characterization of shear stresses in nickel-based superalloy Mar-M247 when orthogonal machining with coated carbide tools
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作者 CHEN Shao-hsien SU Sen-chieh JEHNG Wern-dare 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第3期862-869,共8页
Mar-M247 is a nickel-based alloy which is well known as difficult-to-machine material due to its characteristics of high strength, poor thermal diffusion and work hardening. Calculation of shear stress by an analytica... Mar-M247 is a nickel-based alloy which is well known as difficult-to-machine material due to its characteristics of high strength, poor thermal diffusion and work hardening. Calculation of shear stress by an analytical force model to indicate the effect of coating material, cutting speed, feed rate on tool life and surface roughness was conducted experimentally. Cutting tests were performed using round inserts, with cutting speeds ranging from 50 to 300 rn/min, and feed rates from 0.1 to 0.4 mm/tooth, without using cooling liquids. The behavior of the TiN and TiCN layers using various cutting conditions was analyzed with orthogonal machining force model. Cutting results indicate that different coated tools, together with cutting variables, play a significant role in determining the machinability when milling Mar-M247. 展开更多
关键词 Mar-M247 tool wear orthogonal machining shear stress
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H13热锻模具钢激光熔覆再制造工艺实验研究
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作者 王颢达 郝敬宾 +1 位作者 田洪芳 方松峪 《材料开发与应用》 CAS 2024年第1期74-85,共12页
热锻模具在工作过程中往往需要承受极高的温度和强烈的冲击负荷,极易受到磨损、腐蚀、热疲劳的影响而失效。本研究对H13热锻模具钢激光熔覆再制造技术进行了工艺实验研究,在H13模具钢表面制备了Inconel 625高温合金涂层,分析了涂层的微... 热锻模具在工作过程中往往需要承受极高的温度和强烈的冲击负荷,极易受到磨损、腐蚀、热疲劳的影响而失效。本研究对H13热锻模具钢激光熔覆再制造技术进行了工艺实验研究,在H13模具钢表面制备了Inconel 625高温合金涂层,分析了涂层的微观组织以及力学性能。结果表明,工艺参数的改变对涂层的物相组成并未产生影响,熔覆层与基体有良好的冶金结合;当激光功率为1 200 W、扫描速度为200 mm·min^(-1)、送粉速度为1.0 r·min^(-1)时所获得的熔覆层具有最佳的显微硬度和高温耐磨性。通过汽车阶梯轴锻造模具再制造实验表明,熔覆涂层的磨损率相比于基体降低了28%,涂层的高温耐磨性明显高于基体的,激光熔覆Inconel 625涂层对模具再制造的服役寿命有着较大的提升。 展开更多
关键词 激光熔覆再制造 热锻模具 高温合金涂层 微观组织 摩擦磨损
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HB5258-2000在航空发动机材料研制生产中的应用分析 被引量:2
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作者 常伟 纪艳玲 李建平 《航空标准化与质量》 2014年第3期23-25,共3页
介绍了聃5258-2000在高温合金和高温防护涂层等研制和生产过程中的应用情况,概述了该标准在发动机用材料及高温防护涂层研制和生产检验过程中的应用,并着重分析了该标准在使用过程中暴露的问题,针对该标准的技术内容提出了几点修订建议。
关键词 抗氧化性测定 高温合金高温防护涂层 应用浅析
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