论文部分内容阅读
GH4169高温合金具有优秀的力学性能,在航空航天、核能发电和能源工业等行业得到广泛的应用。本文针对航空发动机上GH4169合金零件服役损伤后的快速修复需求,开展了对穿透性裂纹、沟槽类磨损的激光沉积修复工艺研究。研究了GH4169合金激光沉积态、预热修复及各热处理态修复试样的显微组织特征、应力消减和力学性能变化等情况。研究的主要成果如下:采用正交试验法优化GH4169合金激光沉积修复的工艺参数,得到无孔隙和熔合不良等缺陷的修复试样。沉积态修复组织特征为贯穿多层外延生长的柱状枝晶,枝晶之间有小角度转向,在枝晶间析出白色树枝状的连续Laves相,室温拉伸性能达到铸件标准。为改善GH4169合金沉积态试样性能的弱化,采用预热辅助激光沉积修复的方法,揭示预热工艺对修复组织和性能的影响规律。试验表明,当预热至300℃时,修复试样的枝晶组织变化不大,Laves相呈碎化的颗粒状,残余应力消减11.7%以上;拉伸强度与未预热试样基本一致,断后伸长率则提高到锻件标准Q/3B 548-1996(高强)的水平。揭示不同制度热处理工艺对修复试样组织、性能的变化规律。沉积态修复试样经不同时长的时效处理后,Laves相少量溶解,强度达到锻件标准,塑性略有下降;经固溶处理后,Laves相部分溶解,其周围析出大量针状δ相,强度达到锻件标准,断后伸长率提高21%;经均匀化处理后,Laves相基本溶解,在晶界及晶内均析出δ相,强度接近锻件标准,断后伸长率超过锻件标准27.1%。试验表明,合适的热处理可有效提高GH4169合金沉积态修复试样的强度与塑性。针对大型薄壁类工件在整体热处理中易变形、工装设计制造复杂等问题,提出基于感应加热的局部热处理方法。GH4169合金沉积态试样经局部时效热处理后,枝晶组织变化不大,Laves相出现部分溶解;残余应力平均降低33.5%以上,强度达到了锻件水平的86.8%以上。试验表明,局部感应热处理可实现大型薄壁类工件修复应力的消减。