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1、工程ENGINEERING高铝钛镍基高温合金激光增材工艺*特性研究ResearchonLaserAdditiveProcessofSuperaIIoywithHighAIandTi■郭双全罗奎林刘瑞唐忠彪/成都航利（集团）实业有限公司摘要：高铝钛含量的镍基高温合金容易在增材过程中析出第二相,使出现裂纹的倾向性增大。采用试验设计（DoE）对各参数进行裂纹敏感性分析,通过大量试验获得一种典型高铝钛镍基高温合金的工艺窗口,并将其应用于工程实践。关键词：激光；增材制造；高温合金Keywords:Iaser；additivemanufacturing；superaIIoy0引言先进航空发动机
2、热端部件大部分是高铝基高温合金容易在增材过程中析出第二[3]航空发动机的热端部件处于高温、钛的镍基高温合金。相,使产生裂纹的倾向性增大,因此,高高应力、高腐蚀的恶劣工作环境。为了提大部分热端部件在经过一个大修工铝钛镍基高温合金的激光增材修复成为[1]高航空发动机的推重比,使用温度越来作寿命周期后会出现磨损、烧损故障。了研究热点。本文以一种国外常用的典型越高,对热端部件的材料强度提出了更3D打印技术的出现,使大量报废的零件镍基高温合金为例,研究了该合金的激光[2]高的要求,因此一些高铝钛的镍基高温得以再生应用。镍基铸造高温合金以γ增材工艺特性。合金得到广泛应用。目前,国际上常用的相为
3、基体,添加铝、钛、铌、钽等形成γ’相高温合金如图1所示,从图中可以看出,进行强化。一般情况下,高铝钛含量的镍1试验材料及方法基底材料为定向凝固镍基高温合金材料。采用IPG光纤激光器作为增材热源,将同轴送粉喷嘴作为增材喷嘴（见图[4]2）。合金粉末的化学成分如表1所示,粉Al(原子百分比)常温合金激光束可焊性好同轴喷嘴可焊性差粉末0123456扫描速度Ti(原子百分比)增材层图1各类铝钛合金合金的焊接性能基板*四川省科技支撑计划项目资助（2014GZX0001）图2增材示意图航空维修与工程2017/872AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERINGwww.aviat
4、ionnow.com.cn表1合金粉末DZ125L的化学成分元素NiCrCoCMoWAlTaTi名义成分Bal.8.4~9.49.5~10.50.07~0.121.5~2.56.5~7.54.8~5.43.5~4.10.75~1.2（wt%）a）#1金相组织低扫描速度有利于降低裂纹趋势。高铝钛镍基高温合金一般Al+Ti的重量百分比都大于6wt%。增材过程中产生的裂纹为热裂纹,热裂纹沿晶界扩展。高铝钛镍基高温合金的工艺b）#2金相组织窗口非常窄,因此,必须通过大量的工艺试验来明确各个工艺参数对裂纹产生的影响,才能将其工程化。在DoE试图3粉末形貌验的基础上,为了获得该合金的工艺末为球
5、形粉末（见图3）。窗口,采用单因素试验方法,对激光功c）#3金相组织率、扫描速度、离焦量、送粉率进行试2结果与讨论验,经过多次的试验获得了该合金的选定激光增材设备后,除了增加预工艺窗口,最终在零件上获得无裂纹热手段外,对产生增材层裂纹具有较大的增材层（见图6）,在航空发动机的热影响的激光功率、扫描速度、离焦量等参端部件涡轮叶片上获得工程化应用。d）#4金相组织数的优化尤为重要。基于DoE中的全因子试验设计表,选择激光功率、扫描速度、离3总结焦量作为激光增材的主要工艺参数。不为了获得无裂纹的高铝钛镍基同工艺参数条件下的裂纹测量统计结果高温合金增材层,选择同轴送粉式激如表2所示,金相组
6、织如图4所示,激光增光增材设备为试验设备,对各参数产e）#5金相组织材工艺参数对裂纹趋势的主效应分析结生裂纹的可能性进行了系统分析,通果如图5所示。从图中可以看出,小功率、过大量的工艺试验获得了一种典型表2不同工艺参数条件下裂纹测量统计结果扫描速度离焦量纵向横向裂纹评序号#激光功率（W）f）#6金相组织（mm/s）（mm）裂纹数裂纹数测得分1+1-1+10112-1-1+10003+1+1+1>503g）#7金相组织4-1+1-10115-1-1-10006-1+1+1>5037+1-1-12138+1+1-1>503h）#8金相组织注：+1代表高水平，-1代表低水平；裂纹评测为在
7、60x显微镜下观测打分结果图4不同工艺参数条件下的金相组织2017/8航空维修与工程73AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERING工程ENGINEERING某型飞机电子防滑刹车系统综合调试技术研究ResearchonIntegratedDebuggingTechnoIogyofEIectronicAnti-SkidBrakingSystemforaCertainTypeofAircraft■冷玉峰唐福军喻亚玲/凌云科技集团有限责任公司摘要：针对某型
