tc4钛合金机匣裂纹激光熔覆修复工艺研究

《tc4钛合金机匣裂纹激光熔覆修复工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文（工程硕士）TC4钛合金机匣裂纹激光熔覆修复工艺研究RESEARCHONCRACKREPAIROFTC4CASINGBYLASERCLADING刘成来哈尔滨工业大学2015年12月国内图书分类号：TG456.7学校代码：10213国际图书分类号：621.791密级：公开硕士学位论文（工程硕士）TC4钛合金机匣裂纹激光熔覆修复工艺研究硕士研究生：刘成来导师：张秉刚教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司答辩日期：2015年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:TG456.7U.D.C:621.791DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCRACKREPAIROFTC4CASINGBYLASERCLADINGCandidate：LiuChenglaiSupervisor：Prof.ZhangBinggangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation

3、：ShenyangLimingAero-Engine(Group)CorporationLtd.DateofDefence：December,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要本文针对钛合金机匣支板裂纹修复产业化应用的迫切要求，采用激光熔覆的方法实现了钛合金机匣裂纹的焊接修复。利用金相分析、扫描电镜分析、X-ray衍射、能谱分析、强度分析等方法，系统地研究了采用不同工艺参数(激光功率、扫描速度

4、、送丝速度)进行激光熔覆时各种熔覆区微观组织、常温与高温抗拉强度，并分析了钛合金机匣裂纹的激光熔覆修复的最优工艺。以2mm厚TC4试板为试验材料，对单层填丝激光熔覆工艺进行优化研究，结果表明，随着激光功率的增加，熔深和熔宽增加，余高减小；随着扫描速度增加，熔深、熔宽和余高都逐渐减小；随着送丝速度增加，熔深逐渐减小，熔宽和余高都逐渐增加。通过工艺优化得到了没有缺陷和适宜熔深的熔覆成形结果。采用激光功率为1.3kW，激光扫描速度为0.6m/min，送丝速度为1.2m/min的工艺参数进行填丝修复，得到了没有焊接缺陷和

5、适度熔深的修复成形结果。利用分析测试方法对激光熔覆区进行了微观组织分析，发现从母材到熔覆区的中心位置Al、Si、Ti、V和Fe元素的含量无明显变化，熔覆区域为α和β两种物相。原来TC4母材的灰色球状α相逐渐变成长条块状，边界处生成大量的β相。同时Al和V元素在片层组织中重新分配，导致了Al元素向α相、V元素向β相富集。试验结果表明，随着激光功率的升高，扫描速度的降低和送丝速度的增大，熔覆区的常温抗拉强度都呈先增大后减小的趋势。当激光功率为1.3kW、激光扫描速度为0.6m/min和送丝速度为1.2m/min时，T

6、C4钛合金熔覆区抗拉强度最高，达1056MPa。由高温抗拉强度结果可知，当激光功率为1.2kW、激光扫描速度为0.6m/min和送丝速度为1.2m/min时，熔覆区高温(400℃)抗拉强度最高，达到627MPa。采用激光功率为2.3kW，激光扫描速度为0.6m/min，送丝速度为1.2m/min的工艺参数对存在裂纹的机匣支板激光熔覆进行修复，得到了没有缺陷和适宜熔深的机匣支板熔覆成形结果。钛合金机匣支板裂纹激光熔覆修复后进行300小时的地面试车，在TC4钛合金机匣支板激光熔覆修复处未产生裂纹，达到考核的性能指标。

7、关键词：TC4钛合金；激光熔覆；修复；熔覆组织；抗拉强度-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInordertomeettheurgentrequirementofindustrializedapplicationoftheapplicationoftheTC4titaniumalloyplatewithcrackrepairmethod.TheweldingrepairofTC4titaniumalloycasingisrealizedbylasercladding.Bymeansofmetall

8、ographicanalysis,scanningelectronmicroscopy,energyspectrumanalysisandintensityanalysis,themicrostructure,tensilestrengthandfracturecharacteristicsofTC4titaniumalloywerestudiedbymeansofdif