激光熔覆技术在飞机修理中的应用

概述了激光熔覆技术的工艺特点、熔覆材料和工艺方法等。针对飞机主起落架活塞杆零件材料及承力特点,开展了疲劳裂纹修复相关试验研究。结果表明,在无任何热处理条件下,采用激光熔覆技术修复飞机零件疲劳裂纹,可以获得符合零件设计要求的规定疲劳寿命。该方法也为进一步提高飞机零部件的使用寿命提供了一个有效的途径。     

光内送粉激光熔覆工艺参数对单层熔覆质量的影响

针对现有的激光熔覆快速制造过程中偏王侧向送粉和多粉管光外同轴送粉熔覆成形工艺的不足,提出了一种"光束中空,粉管居中,光内送粉"的新型激光熔覆快速制造工艺,可应用于金属零件激光熔覆直接制造领域.研究了光内送粉试验关键工艺参数,如光束输出模式、激光功率密度、送粉量、扫描速度和离焦量等对熔覆质量的影响;在多模激光束模式下,探索了不同工艺参数与熔覆层质量的关系,为多层熔覆薄壁墙成形试验打下良好的基础.     

高频感应辅助激光熔覆MCrAlY涂层的微观组织及其抗氧化性能

利用高频感应辅助激光熔覆技术在镍基高温合金表面制备了MCrAlY涂层,与激光直接熔覆制备的MCrAlY涂层进行对比研究。采用扫描显微镜、X射线衍射仪及能谱仪对涂层的微观形貌和组织结构进行了分析。结果表明,在高频感应辅助的作用下,涂层的温度场发生了改变,温度梯度降低,涂层中的Al元素有充分的时间上浮,在涂层表面形成了大量的Al2O3陶瓷相,使得涂层的抗氧化性能明显提高。同时,涂层的横截面呈现网状结构,其主相仍以γ-NiCo相为主,而Y元素在黑色区域为富集形态,可以净化晶界,减少由晶界产生内应力,改善涂层的成型性能。     

送粉激光熔覆成形L合金试验研究

利用L合金粉末,开展了激光熔覆技术修复基体2C r12的研究。对修复件的显微组织进行了分析,并对修复件的拉伸、冲击性能进行了测试。组织分析表明:熔覆层与基体形成良好冶金结合;每层中间部位基本上为垂直于结合面外延生长的柱状树枝晶,其生长方向基本一致;熔覆层上部组织主要由枝晶组成,其生长方向不同于底部组织,生长方向基本与激光扫描方向平行。拉伸、冲击试验证明,L合金粉末修复件沿激光扫描方向的延伸率约为18%~30%,垂直激光扫描方向由于受内部道和道间搭接影响,延伸率约为10%~18%。激光熔覆区断口主要由韧窝和撕裂棱组成,呈现明显的韧性断裂特征。试验表明:送粉激光熔覆能够获得表面平整,无裂纹、气孔等缺陷的制件;熔覆层具有较好的拉伸、冲击强度和较好的韧性;熔覆层沿激光扫描方向(纵向)性能略优于垂直激光扫描方向(横向)的性能。     

钼酸钠对磺化聚苯胺/钙基膨润土复合材料的腐蚀性影响的研究

本文对添加不同质量分数的钼酸钠的磺化聚苯胺(SPAN)/钙基膨润土复合材料进行加速腐蚀实验。通过对腐蚀试片Q235的宏观形貌分析和年腐蚀速率、保护度计算及XRD和SEM检测,来评价钼酸钠对复合材料的腐蚀性的影响。实验结果表明:钼酸钠的加入,可降低SPAN/钙基膨润土复合材料的腐蚀速率;不同质量分数的钼酸钠对复合材料的腐蚀形貌和腐蚀速率有很大影响,当钼酸的质量分数为1.5%时,复合材料可在Q235表面形成一层由MoO_3、FeMoO_4、Fe_2O_3为主要成分的致密保护膜,对Q235的腐蚀起到抑制作用,此时其腐蚀速率最低,对Q235的保护度可达70.76%。     

Ni含量及超声振动对激光熔覆中裂纹的影响

增加熔覆粉末中N i含量可以减少熔覆层中的硬质相,使熔覆层脆性降低,韧性提高,因而提高熔覆层在冷却过程中对拉应力的承受能力,减少熔覆层裂纹;而在熔覆过程中施加超声振动,则可以打碎枝晶,细化晶粒,减少或消除拉应力产生的根源,并使熔池化学成分、温度分布趋于均匀,从而减少裂纹的产生几率。     

塔1井采出液腐蚀与缓蚀机理

通过用EDS法分析了静态挂片表面沉积物的元素组成,运用动电位扫描极化曲线和滞后环实验等电化学方法对实验室和现场垢样的SEM和XRD的形貌和组成进行分析,研究了Q235钢在塔1井采出液水相中的腐蚀机理,结果表明塔1井采出液引起腐蚀穿孔的原因是垢下腐蚀而不是点蚀,腐蚀的速度受腐蚀反应的阴极过程控制.用旋转挂片仪筛选出的缓蚀剂用量为50 mg／L时缓蚀率超过90％,WJF-6缓蚀剂起到缓蚀作用的根本原因是抑制了电极反应的阴极过程.     

304/Q345R复合板焊接温度场和应力场的数值模拟研究

基于三维数值模拟软件Visual—weld,建立数值模拟的材料属性、热源模型、数值模型、熔池参数,对304/Q345R复合板的焊接温度场和应力场进行了数值模拟.通过X射线衍射法、盲孔法试验对数值模拟的应力值进行验证.结果表明:最大纵向残余应力值要高于最大横向残余应力值;复层最大拉应力值出现在焊接热影响区,而基层侧的最大...     

难加工材料高速切削

介绍了刀具陶瓷的发展、性能、切削特点，以及对提高切削加工技术的作用。重点分析了陶瓷刀具在切削淬火钢和镍基高温合金中有关切削力、切削温度、刀具磨损等方面的机理。研究表明陶瓷刀具可用于淬火钢和镍基合金的高速切削。     

GH3044高温合金激光熔覆焊接工艺研究

为解决航空发动机高导内机匣裂纹修复问题,采用RRW3040型激光熔覆设备对1.5mm厚的高温合金GH3044进行有间隙对接焊接,对焊接坡口间隙、激光功率、焊接速度三因素进行正交试验,得到的最佳工艺参数为间隙0.5mm、功率600W、焊接速度0.011m/s.对焊接接头进行拉伸强度测试、硬度检测、金相检查、抗弯曲测试.测...     

镁钢异种材料TIG熔钎焊接接头力学性能分析

采用交流TIG焊对AZ31B镁合金和镀锌钢异种材料进行了搭接熔钎焊的研究,通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,并采用拉剪试验机测试了不同工艺参数下接头的力学性能。结果表明:TIG焊是一种适用于镁合金和镀锌钢异种材料连接的有效方法,镀锌钢表面的Zn能使熔化的镁合金很好的润湿并与镀锌钢作用,使得镁-钢能形成较为理想的搭接接头。焊接速度65 mm/min,焊接电流50 A,保护气体流量为15 L/min时接头拉剪强度可达154.73 MPa;最佳参数范围为:焊接电流40~60 A,焊接速度60~70 mm/min。     

焊后热处理对高温运行10CrMo910钢管接头持久寿命的影响

本文通过１０ＣｒＭｏ９１０钢大口径厚壁管道高温模拟试验证实，焊后热处理是一个短时超高温运行过程，它使１０ＣｒＭｏ９１０钢管接头组织提前老化，显著降低了接头的持久寿命。试验结果表明，传统的焊后热处理工序应当取消。     

工件底孔直径对Q460高强度钢冷挤压内螺纹的影响

试验研究了工件底孔直径对Q 460高强度钢冷挤压内螺纹的影响,包括分析工件不同底孔直径下内螺纹牙形、表面残余应力、硬度及端面表面形貌的变化。结果表明,冷挤压加工后内螺纹端面堆积体呈两边高、中间低的凹陷形,随着工件底孔直径的减小,端面堆积的高度不断增加,堆积程度也就变得愈加严重,螺纹牙顶、牙侧与牙根处表层硬度与表面残余压应力均升高。工件底孔直径的选择,在正确保证螺纹质量和丝锥寿命的前提下应尽可能取最大值,但是,一般情况下没有必要过分要求最高的牙高率,否则将给内螺纹挤压成形带来许多困难。Q 460高强度钢冷挤压内螺纹的工件底孔直径最佳取值范围为21.20～21.30 mm,牙高率超过80%,完全符合螺纹质量要求。     

多孔夹芯多层复合板的总传递矩阵及其吸隔声分析应用

以多孔夹芯多层复合板新材料为研究对象,在推导验证多孔材料传递矩阵和均质材料传递矩阵的基础上,建立了可随叠层顺序任意组合的总传递矩阵,借助matlab编制了相关程序软件,对多孔夹芯多层复合板的隔声量和吸声系数进行了理论分析计算,探讨了不同材料参数,不同叠层组合对复合材料的隔声量、吸声系数的影响,该总传递矩阵及其总隔声量与吸声系数理论计算公式的建立为研发新型轻量化多层复合吸隔声板提供了有效手段。     

双金属复合板超声检测方法对比研究

针对20碳钢+316L不锈钢双金属复合板进行了超声检测方法对比研究,采用常规超声横波斜探头、纵波直探头、纵波双晶直探头以及超声相控阵对同样的模拟缺陷进行检测,对实验数据进行对比分析,得出不同类型的缺陷所对应的最适合的超声检测方法,并且分析其原因,为双金属复合板的检测提供参考。实验结果表明,纵波双晶直探头及超声相控阵检测定位较为准确,适合于双金属复合板的检测。     

单晶再结晶临界应力与涡轮叶片结构设计参数间的映射模型

以单晶涡轮叶片发生再结晶的榫头进气窗口为研究对象,基于镍基单晶合金再结晶临界应力模型,通过单晶叶片铸造热应力场仿真计算,建立了最大残余应力与结构参数和温度的关系模型;并在此基础上,以最大铸造残余应力不大于再结晶临界应力、冷气通道面积不变和满足强度为约束条件,求出了不发生再结晶条件下的临界应力与结构设计参数和热处理温度的映射模型。最后通过对实际叶片榫头进气窗口的优化设计和试验对比分析,验证了本文方法的有效性。结果表明,优化后榫头进气窗口最大铸造残余应力下降30%以上,原有的再结晶现象消除。     

基于超声C扫的GH4738合金锻造温度对其组织的超声性能影响分析

快速测量与微观组织相关的超声特征参数是研究热锻工艺对高温合金微观组织影响,实现其微观组织超声无损评价的关键。本研究利用水浸超声检测系统,通过高效的超声C扫方式,实现了对不同锻造温度的GH4738高温合金组织的超声纵波声速和声衰减系数自动化测量,并分析了锻造温度对合金显微组织超声性能的影响。结果表明:声速、声衰减与锻造温度都具有较好的线性相关性,能够较为客观地反映材料的锻造温度对显微组织超声性能的影响。基于不同超声特征参数的C扫图像,有利于显示不同区域的材料组织差异性,为大批量的GH4738基材热处理组织的筛查以及热锻工艺的制定提供了辅助手段。     

庞巴迪宇航支线飞机公司的冲8Q400飞机

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钨表面双辉等离子渗镍组织及机理

采用双辉等离子渗金属技术在钨表面进行渗镍实验,并采用XRD,SEM,EDX等分析手段对渗镍试样的微观组织进行了表征。结果表明,镍改性层与基体结合良好,无明显缺陷。改性层与基体表面之间存在明显的扩散层,扩散层中存在少量NiW和Ni4W中间相。利用划痕法研究了渗镍层与基体间的结合强度。结果表明:持续加载100 N未发生改性层剥落现象。对钨表面双辉等离子渗镍改性层的形成机制进行了探讨。     

添加Ni中间层的镁/钛激光熔钎焊工艺及接头性能研究

对添加Ni片作为中间层的AZ31B镁合金板和TC4钛合金板进行激光熔钎焊搭接试验,分析接头的力学性能、宏观形貌和微观组织。结果表明:Ni作为中间层的镁/钛激光熔钎焊接头焊缝成形良好,部分位置出现鱼鳞纹,接头焊缝区由镁侧焊缝、钛侧焊缝和界面化合物层(IMC)组成。其中,镁侧IMC层由Mg-Al-Ni相和Mg_2Ni相组成,钛侧IMC层由Ti_2Ni相组成。随着接头热输入量的增大,镁/钛两侧焊缝中元素得到充分扩散,并在两侧焊缝中生成金属间化合物,使得接头的力学性能大大增强。随着焊接线能量的增加,钛侧熔深一直增大,接头拉剪载荷呈现出先增大后减小的趋势。在焊接线能量Q=722.22 J·cm~(-1)时,接头拉剪载荷达到1 241.67 N。