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1、先进的燃气轮机叶片粉末冶金修复技术?110?材料导报:综述篇 2010年3月(上)第24卷第3期张 杰1,2,王茂才2,翟玉春1(1 东北大学材料与冶金学院,沈阳110004;2 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳110016)摘要 燃气轮机叶片由于长期受磨损、冲击、高温燃气和冷热疲劳等作用,容易产生腐蚀、裂纹、变形和凹坑缺陷。综述了目前常用的燃气轮机叶片修复再制造技术,包括熔焊、钎焊等,重点介绍了新近发展的一种先进材料表面求原重构完型的工艺方法———粉末冶金修复技术。、界面冶金结合、
2、可批量处理、修复效果佳等优势。我国自主研制的C2PM()粉末冶金技术媲美。燃气轮机 叶片 粉末冶金 修复 关键词 AnTechniqueforGTG1,WANGMaocai2,ZHAIYuchun1(1 MaterialCollege,NortheasternUniversity,Shenyang110004;2 StateKeyLaboratoryforCorrosionandProtection,InstituteofMetalResearch,ChineseAcademyofSciences,Shen
3、yang110016)Abstract ———————————————————————————————————————————————GasturbinebladesfrequentlycastfromNi2basedsuperalloys,arepartofenginecomponentthatdi2rectlyexperiencesharshengineconditions.Thegasesathightemperatureandhighpressureintheturbineenginemaylead
4、tohotcorrosion,cracksandoxidationoftheexposedsurfaceoftheturbineblades.ManyadvancedremanufacturetechniquesforGTareinvestigated,suchasweldingandbrazing.Anadvancedremanufacturemethod2powdermetal2lurgyremanufacturetechniqueisintroducedindetail.Comparedwithgene
5、ralrestorationtechniquesofweldingandbrazing,theremanufacturedareaiswithhighstrength,metallurgicalbondingtosubstratealloywithpowdermetallur2gymethod.C2PM(Chinapowdermetallurgy),anewremanufacturemethodresearchedathome,isourselvestechniquewhichcanbecomparedwit
6、hpowdermetallurgyrestorationtechniquesabroad.Keywords gasturbine,blade,powdermetallurgy,remanufacture,superalloy0 引言燃气轮机作为一种重要动力装置广泛应用于地面发电、舰艇和航空工业。燃气轮机涡轮叶片基本上采用镍基高温合金,其中应用最广泛的是K438(IN738)合金、IN939合金和GTD222合金,它们的Al+Ti和Cr含量均很高[1]1 燃气轮机叶片常规修复技术1.1 熔焊修复———————
7、————————————————————————————————————————熔焊是应用比较广泛的一类方法,氩弧焊、等离子电弧焊、激光焊、微弧火花焊等均属于此类。这类方法一般热源温度高,热量集中。钨极氩弧焊具有操作方便、合金元素氧化少、修复速度快等特点,可修复尾喷管裂纹[3]。施焊时应尽可能采用短弧低电流、窄焊道,并避免层间温度过高,必要时可用水冷却,层间温度应控制在150℃以下。但是对于Al+Ti含量较高的高温合金热端部件来说,有一定焊接困难[4-6]。这是由于焊接时γ′相沉淀析出的速度甚快。在焊接镍基高
8、温合金时,微裂纹发生的可能性几乎与γ′强化相的数量成正比。微裂纹在热影响区和发展到基体上的走向基本上沿晶界开裂,由此常规熔焊在叶片修复中有很大的局限性[2,7]。激光熔覆是利用一定功率密度的激光束照射(扫描)覆于裂纹、缺陷处的合金粉末,使之完全融化,而基材金属表层。一些先进的燃气轮机透平的动叶和喷嘴都采用复杂的冷却和涂层技术,由于长期受磨损、冲击、高温燃气和冷热疲劳等作用,容易产生腐蚀、裂纹、变形和
