激光熔覆铌硅基复合材料显微组织研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文激光熔覆铌硅基复合材料显微组织研究作者姓名：孙永辉指导教师：梁京副教授。东北大学材料与冶金学院申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：硕士学科类别：工学材料学2014年10月评阅人：陈岁元教授论文答辩日期：2014年10月答辩委员会主席：刘常升教授张春华教授万方数据ADissertationinMaterialScienceStudyonMicrostructureofLaserCladdingofNb-SiBasedin-situCompositesBySunYonghuiSupervisor：LiangJing

2、NortheasternUniversityOctober2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：药矗彩系日期：矽f甲．m汐学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东

3、北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位敝储签名渺镪签字日期：丽甲t【汐、哆两年一导师签名：婆、豸、签字日期：卫pf咋．己。．29万方数据东北大学硕士学位论文摘要激光熔覆铌硅基复合材料显微组织研究摘要随着航空航天技术的发展，航天器对高性能发动机的要求不断提高。目前最先进的镍基单晶高温合金的使用温度已接近极限，这对发展新型高温材料提出了更高、更迫切的要求。铌硅基自生复合材料因具有低密度、高熔点及高温强度，成为替代镍基高温合金的有潜力的候选高温材料之一。本文通过激光熔覆制

4、备Nb．Si．Ti及Nb．Si．Ti．A1多层样品，研究添加的合金元素对铌硅基自生复合材料显微组织的影响。本实验是在Ti．6A1．4V基体上，采用预置涂层的方法，以Nb．18Si．24Ti(at．％)和Nb．18Si．24Ti．5A1(at．％)两种合金混合粉末为原料，通过单道激光熔覆优化激光工艺参数，并依此参数进行了多道搭接激光熔覆和多层激光熔覆，制备出铌硅基自生复合材料样品。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计等探索激光熔覆工艺参数及添加的Ti，m两种合金元素对制备出的铌硅基自生复合材料显微组织、相组成及硬度等的影响，初

5、步阐明激光多层熔覆条件下其显微组织形成机理。优化出的激光熔覆工艺参数为：激光脉冲宽度3．0ms，激光脉冲频率15Hz，离焦量15mm，激光光斑直径1．0mm，多道搭接率40％；对于Nb．18Si。24Ti(at．％)和Nb．18Si．24Ti一5A1(at．％)相应的优化激光脉冲电流和激光扫描速度分别为225A，3．0mrn／s和175A，4．0mm／s。随着熔覆层数增多，Nb，Si元素含量相对增多，显微组织由距基体较近的枝晶组织转变为岛状灰色相分布在连续白色相中，即激光四层熔覆样品顶部生成了由铌基固溶体(Nb。s)韧性相和Nb5Si3／Nb3Si硅化物硬质相组

6、成的铌硅基自生复合材料。Nb．Si—Yi多层熔覆样品从底部到顶部硬度随着铌硅化合物硬质相含量的增加逐渐增加，顶部硬度达910Hv。实验证明通过多层激光熔覆成形能成功制备添加多种合金元素的Nb．Si基自生复合材料样品以快速评价添加元素及其含量对其显微组织的影响。关键词：激光熔覆，铌硅基复合材料，激光工艺参数，Nbs。，Nb5Si3／Nb3Si·II—万方数据东北大学硕士学位论文AbstractStudyonMicrostructureofLaserCladdingofNb--SiBasedin-situCompositesAbstractWhhthedevelop

7、mentofaerospacetechnology,也espacecraftrequirementsofhighperformanceengineespeciallyturbinebladetemperaturecapabilitycontinuouslyimproved，Theservicetemperatureofcurrentlythemostadvancednickelbasesinglecrystalsuperalloyhasbeenclosetothelimitwhichputsforwardhigher,moreurgentrequirements

8、forthedevelo