QAL10-4-4铝青铜激光沉积GH4169粉末工艺性能研究

在QAL10-4-4铝青铜棒材上进行激光沉积GH4169粉末熔覆试验,利用WDW-100试验机测量沉积后试样的抗拉强度,利用光学显微镜(OM)和能谱分析仪(EDS)观察分析接头的显微组织及组织构成。研究结果表明:铜/钢异种材料激光沉积接头成形良好,接头界面结合处无裂纹、气孔。接头抗拉强度可达665 MPa,试样断裂于靠铜一侧的热影响区;激光沉积试样界面处为冶金结合形态,显微组织结合界面处组织是以γ′、γ′′富镍相,α、γ富铁相,ε富铜相固溶体组织的形式存在,在靠近铜侧界面的焊缝处,其组织主要为铁、镍在铜中的固溶体ε相;在铝青铜/高温合金异种材料界面处靠近高温合金侧为γ′、γ′′富镍相、α、γ富铁相的奥氏体组织。最佳工艺参数为:激光熔覆粉末GH4169,激光功率1 600 W,扫描速度0.009 m/s,送粉器读数low%(英文),载粉气400 L/h,搭接率40%,光斑直径2 mm;单熔覆层高度0.3 mm。

选区激光熔化工艺参数对GH4169粉末成型性的影响

实验选用GH4169镍基合金粉末,通过调节激光电流、扫描速度、脉冲宽度、激光频率、铺粉厚度、扫描间距和扫描路径等工艺参数,采用单层单道扫描、单层多道扫描和多层多道扫描方式进行选区激光熔化试验,分析工艺参数对粉末成型性的影响规律。并对不同工艺参数所制备的试样进行剖面形貌观察和致密度分析,最终得到的最优工艺参数是扫描速度150mm/min,脉冲宽度5.0ms,铺粉厚度0.15mm,扫描电流140A,激光频率12Hz,扫描间距0.25mm。

气体温度对VIGA制备GH4169合金粉末的影响

研究采用真空感应气雾化(Vacuum Induction Gas Atomization,VIGA)技术制备GH4169合金粉末,系统探究气体温度对粉末特性的影响规律。结果表明,随着气体温度从100℃升高到600℃,粉末的粒度分布明显向左移动,D50由75μm减小到42μm。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)分析表明,较高气体温度有助于提高粉末的球形度,减少卫星粉的生成。X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)分析揭示,气体温度对粉末的物相组成影响不大,但是较高温度下粉末具有更高的结晶度和更大的晶粒尺寸。此外,粉末的流动性随气体温度的升高而显著改善。

粉末GH4169合金中的原始颗粒边界问题

探讨了粉末GH4169高温合金中的原始颗粒边界的形成机理、其对合金组织性能的影响以及消除措施等。结果表明:粉末GH4169合金中原始颗粒边界组织主要由MC碳化物构成,而在粉末成型前进行预热处理可以有效抑制原始颗粒边界组织的生成,提高合金综合性能。

气体流量对射频等离子体球化GH4169合金粉末的影响

采用射频等离子体球化技术对多次激光3D打印废弃的不规则GH4169合金粉末进行二次改造,研究载气、氢气流量对球化粉末效果的影响机理.利用扫描电镜、霍尔流动仪、振实密度测试仪及激光粒度分析仪对球化前后粉末的形貌、流动性、松装比及粒度分布进行分析.结果表明,载气流量越大,粉末在等离子体火焰中停留时间越短、运动絮乱,球化率越低;氢气流量越大,单位时间内等离子体与粉末热交换越大,球化生产效率越高.经球化处理的GH4169合金粉末的流动性、松装比得到了显著的改善,粉末颗粒平均粒径增加,粒径分布变窄.

B对GH4169合金粉末制备及选区激光熔化工艺的影响

选区激光熔化(SLM)成形制品质量与合金粉末性能紧密相关。本文采用德国真空气雾化设备制备了B含量分别为0及0.005%的GH4169合金粉末,并采用国产SLM设备进行SLM成形,进而系统考察了B对GH4169合金粉末制备及SLM工艺的影响。研究结果表明:在相同粉末粒度范围条件下,GH4169合金粉末中加入0.005%B后,SLM成形制品孔洞减少,成形制品的密度及硬度均有提高;在保证SLM成形制品密度及硬度一定的条件下,B元素可将适用于SLM成形工艺的GH4169合金粉末粒度D(50)由26.33μm提高至37.34μm,此外,B元素可将上述两个粒度段的粉末真空气雾化收得率由9.3%大幅提高至20.8%,故加入0.005%B后,SLM工艺的可用合金粉末原料成本大幅降低55.3%。

选区激光熔化工艺参数对GH4169成型件致密度的影响

选用GH4169镍基合金粉末,通过调整选区激光熔化中的扫描间距B、激光电流I、扫描速度V、铺粉厚度d等主要工艺参数,制得不同的SLM成型件。同时对不同参数下的成型件进行金相二值化形貌观察并绘制相应的致密度曲线,分析了SLM工艺参数对GH4169成型件致密度的影响规律。优化工艺参数组合为激光电流140A,扫描速度150 mm/min,扫描间距0.35 mm,铺粉厚度0.15 mm,脉冲宽度5.5 ms,激光频率12 Hz,此时致密度达98.45%。

1Cr17Ni2 不锈钢表面改性研究

采用激光熔覆工艺在1Cr17Ni2不锈钢表面制备GH4169粉末增强涂层,研究功率和扫描速度对熔覆层的力学性能影响,并分析在最佳工艺参数下制备的熔覆层截面的组织和硬度。研究结果表明,熔覆层分为熔覆区、结合区和基体热影响区,其中熔覆区由枝晶状(γ+Laves)共晶组织构成,结合区中组织为粗大的柱状组织,而基体热影响区中组织由粗大的针状马氏体组成;熔覆区的硬度,随着功率和扫描速度的增大,呈现先增大后减小的趋势,在扫描速度为900 mm/min,功率为1200 W时,其硬度取得最大值326 HV;在最佳工艺参数下制备的熔覆层截面中,熔覆区的硬度在317~326 HV范围内,高于1Cr17Ni2钢。

金相显微镜测定高温合金粉末形貌方法的研究

探讨遮光度、样品质量、分散剂、分散方法等因素对GH4169高温合金粉末形貌测定的影响,确定了利用金相显微镜测定GH4169高温合金粉末形貌的最佳条件,金相显微镜测得的结果与扫描电镜测定的结果基本一致。试验标明该方法具有较高的重现性。