K403 никелден негизделген жогорку температура эритмеси сонун бөлмө температурасы жана жогорку температура комплекстүү касиеттерге ээ жана көп учак кыймылдаткычын өндүрүүдө колдонулат турбиналык лопаткалары жана багыттоочу флакондор. Татаал иштөө шарттарында турбинанын канаттарын узак мөөнөттүү тейлөөдөн улам пайда болгон жаракалардын кемчиликтерин чечүү үчүн, бул иште адегенде вольфрам инерттүү газы менен оңдоодон кийин микроструктура жана керүү касиеттери салыштырылат (ТИГ) ширетуучу жана лазер каптоо, андан кийин бычактарды оңдоо жана кыйратуучу сыноолорду жүргүзүү үчүн лазердик каптоо колдонот. OM жана SEM микроструктураны жана сыныктардын морфологиясын байкоо үчүн колдонулат, ал эми EDS фазалык курамын талдоо үчүн колдонулат. Жыйынтыктар көрсөткөндөй TIG ширетүүоңдоо процесси оңдоп-түзөө интерфейсинин аймагына жакын жерде микрожарык кемчиликтерди жаратууга жакын, алар негизинен карбид фазасы жана эрүү температурасы төмөн эвтектикалык түзүлүш менен шартталган; лазер каптоо жараянын оңдоо аянтынын бүртүкчөлөрү жана түзүмү бир калыпта жана микрожарык кемчиликтерин көзөмөлдөө оңой; лазер менен каптоо процесси менен оңдолгон үлгүлөрдүн комплекстүү механикалык касиеттери TIG ширетүү процесси менен оңдолгон үлгүлөргө караганда бир кыйла жогору жана лазер менен каптоо процесси жакшы процесстин туруктуулугуна ээ. TIG ширетүү оңдоо процессинин бөлмө температурасынын чоюлуу күчү K69.22 негизги материалынын 403% ын түзөт, ал эми лазер менен капталган оңдоо процессинин бөлмө температурасынын чоюлуу күчү негизги материалдын 87.44% жетет. Сыныктын морфологиясы оңдоо аймагынын бөлмө температурасындагы чоюлуу сыныгынын аралаш жарака мүнөздөмөлөрүн, ал эми жогорку температурадагы тартылуу сыныгы гранулалар аралык сынуу өзгөчөлүктөрүн көрсөтөт. Микрожарыктар, жергиликтүү суюктук фазасынын жетишсиздигинин кемчиликтери жана оңдоо зонасында карбиддер тартылуу сыныгынын негизги себептери болуп саналат. Лазердик каптоо оңдоо процесси оңдоп-түзөө зонасында кемчиликтерди эффективдүү басууга жана микроструктураны тактоого жана бычак оңдоодо көбүрөөк артыкчылыктарга ээ болгон концентрацияланган жылуулук булагынын жана кичинекей жылуулук таасир эткен зонанын артыкчылыктарына ээ. Лазердик каптаманы оңдоо процесси бычак сыноо процессинен улам келип чыккан жээк плитасынын жаракасынын бузулушун оңдоо үчүн колдонулган. Fluorescence аныктоо жана керосин-бор аныктоо кийин, ал тиешелүү пайдалануу талаптарына жооп берди. К403 куюлган жогорку температура эритмеси никель негизиндеги жогорку температурадагы эритме болуп саналат. Жакшы жогорку температурага, коррозияга, кычкылданууга каршылыкка, чарчоого жана башка мүнөздөмөлөргө байланыштуу, ал көбүнчө турбиналык бычак, багыттоочу, күйүүчү камералар, турбиналык дисктер, компрессорлор сыяктуу маанилүү ысык аягы жүк көтөрүүчү структуралык бөлүктөрдү өндүрүү үчүн колдонулат. , гиддер ж.б. Чыныгы тейлөө жана колдонуу процессинде, ысык аягы жүк көтөрүүчү бөлүктөрү узак убакыт бою жогорку температуранын таасири, жогорку температурадагы коррозия жана жогорку ылдамдыктагы айлануу сыяктуу катаал иш шарттарында. Чарчаган жаракалар бычактардын бетинде пайда болот, бул жабдуулардын иштөө коопсуздугуна олуттуу таасирин тийгизет. Ысык-аягы жүк көтөрүүчү бөлүктөрүн алмаштыруу учак кыймылдаткычынын жалпы иштөө мөөнөтүн бир топ чектейт жана техникалык тейлөөгө чыгымдарды көбөйтөт. Өркүндөтүлгөн оңдоо технологиясы бузулган тетиктерди өзүнчө оңдой алат, бул өндүрүштүк убакыт циклин кыскартууга жана чыгымдарды кыскартууга жана тейлөөнүн натыйжалуулугун жогорулатууга шарт түзөт. Тез оңдоо процесси негизинен алдын ала тазалоодон, материалды коюудан, оңдоо аймагын иштетүүдөн жана кийинки дарылоодон турат. Алардын арасында материалды жайгаштыруу процесси бүт ремонт процессинин ачкычы болуп саналат. Оңдолгон бөлүк жогорку температурада материалдык чөкмөдөн кийин, оңдолгон аймактагы материалдын механикалык касиеттери жана металлургиялык байланыш интерфейси баштапкы материалдык касиеттерге дал келеби же жокпу, оңдоо процессин баалоодо жана анын натыйжалуулугун аныктоодо маанилүү фактор болуп саналат.

Азыркы учурда, бычак бетине чакан аймак таасир зыян өзгөчөлүктөрүн эске алуу менен, механикалык иштетүү, адатта, жылтыратып жана бузулган аймактын үстүнкү катмарын алып салуу үчүн колдонулат жана оюгу аягына чейин. Вольфрам инерттүү газ (TIG) ширетүү, эритме, электрон нур ширетүүчү, лазер каптоо жана башка жараяндар, негизинен, аралык катмар металлды эритүү жана бузулган бөлүгүн оңдоону аяктоо үчүн колдонулат. TIG ширетүү жогорку жылуулук киргизүү, топтолгон жылуулук булагы, оңдолгон аймактын жакшы сапаты, эч кандай ширетүүчү шлак калдыктары, аз инвестиция, жана ыңгайлуу иштөө артыкчылыктарга ээ. Song Wenqing et al. жогорку температурадагы эритмеден жасалган турбиналык калпактарды оңдоо процессин изилдөө үчүн TIG ширетүү ыкмасын колдонушкан. Натыйжалар оңдоочу жылуулук жаракалар бул процесстин негизги кемчиликтери экенин көрсөттү. Учурдагы жана жогорку температуранын убактысы сыяктуу процесстин параметрлерин көзөмөлдөө жана MC карбиддердин пайда болушун азайтуу оңдоо жылуулук жаракаларынын пайда болушун көзөмөлдөөгө ыңгайлуу. Ожо жана башкалар. никелге негизделген супер эритме IN738 TIG ширетүү процессинин интерфейс аймагын изилдеген. Натыйжалар кайра эритүү жана баштапкы чөктүрүлгөн γ' фазасынын дан чегине кириши ширетүүчү аймакта ийкемдүүлүктүн төмөндөшүнүн негизги себеби болгонун көрсөттү. Ошол эле учурда, интерфейс аймагында үзгүлтүксүз морт эвтектикалык структура жана карбид фазасы да никель негизиндеги суперэритмелерди ширетүүдө бузулуу процессинде жаракалардын жайылышынын негизги факторлору болуп саналат. Лазердик каптоо оңдоодо кичинекей жылуулук киргизүү, башкаруунун жогорку тактыгы, форманын жакшы ыңгайлашуусу, тар интерфейс аянты жана ширетүүчү деформациянын артыкчылыктары бар. Анын бычак оңдоодо колдонулушу да ата мекендик жана чет элдик окумуштуулардын көңүлүн бурду. General Electric Company никель негизиндеги суперэритме газ турбиналарындагы чарчоо жаракаларын оңдоо үчүн Nd:YAG лазер каптоосун колдонду жана оңдоо зонасында чарчоого туруктуулукка жетүү үчүн штрих пинингди колдонду. Рихтер жана башкалар. Ti6242 титан эритмесинин интегралдык бычак дисктерин оңдоону аяктоо үчүн лазердик каптоо колдонулган. Натыйжалар бул процесстин оңдоп-түзөө көзөнөктүүлүгү төмөн экенин, ал эми чыңалуу күчү жана чарчоо күчү базалык материалдан ашып кеткендигин көрсөттү, бул колдонуу мейкиндигин андан ары кеңейтүү мүмкүнчүлүгүнө ээ. Лин Син жана башкалар. TC4 титан эритмесинин бычактарынын сынган жерин оңдоп, алардын иштешин жакшыртуу үчүн күйдүрүү + атуу менен тазалоо жана башка кийинки дарылоо менен айкалыштырылган лазердик тунмаларды оңдоо технологиясы колдонулган. Лю жана башкалар. никель негизиндеги жогорку температуралуу легирленген газ турбинасы кыймылдаткычтарынын тетиктериндеги куюудагы кемчиликтерди жана тешиктерди оңдоого лазердик каптоо технологиясынын жөндөмдүүлүгүн изилдеген. Изилдөө көрсөткөндөй, майда порошок бөлүкчөлөрүн жана тез лазер сканерлөө ылдамдыгын колдонуу интерфейстин аймагында жаракалардын пайда болушуна натыйжалуу тоскоол боло алат. Sheng Jiajin жана башкалар. IN939 никель негизиндеги жогорку температурадагы эритме бычактарды оңдоо процессинде жаракаларды пайда кылуу механизмин изилдеген. Лазердик каптоо процессинде жылуулук таасир эткен зонада пайда болгон суюлтулган жаракалар жана карбид фазалары оңдоо зонасында локалдык кемчиликтерди пайда кылаарын жыйынтыктар көрсөттү. Ким жана башкалар менен байланышкан изилдөөлөр бычак оңдоо аймагынын ичиндеги микрожарыктар механикалык касиеттердин төмөндөшүнүн негизги себеби экенин көрсөттү. Сю жана башкалар. жука дубалдуу компрессордук дөңгөлөктөрдү оңдоону аяктоо үчүн FeCrNiCu порошок колдонду. Изилдөө оңдоо аянтында шлак кошулмалары жана тешикчелер сыяктуу кемчиликтер жок экенин көрсөттү. Тыюу менен иштетүүдөн кийинки тиешелүү процесс тейлөө талаптарына жооп берүү үчүн жергиликтүү кемчиликтерди азайта алат.

Иш жүзүндө тейлөө жана колдонуу процессинде, K403 никель негизиндеги жогорку температура эритмесинин бычактары жогорку температуранын таасири, жогорку температурадагы коррозия жана узак убакыт бою жогорку ылдамдыкта айлануу сыяктуу катаал жумуш шарттарында жана чарчоо жаракаларына жакын бычактын бетинде пайда болот. Тейлөө наркынын, кайра иштетүү циклинин, ыңгайлуулуктун ж.б. артыкчылыктарынан улам, кол менен TIG ширетүү дагы эле жетектөөчү канаттарды иш жүзүндө өндүрүүдө жана оңдоодо негизги ыкма болуп саналат. Лазердик каптоо оңдоо процесси оңдоо зонасында начар биригүү жана тешикчелерге жакын жана практикада сейрек колдонулат. Азыркы учурда, K403 куюлган никелден жасалган жогорку температурадагы эритме бычактарды оңдоо үчүн TIG ширетүү жана лазердик каптоо салыштырмалуу изилдөө боюнча бир нече отчеттор бар. Турбиналык кыймылдаткычтын бычактарынын жогорку температуранын шарттарында узак мөөнөттүү кызматын эске алуу менен, багыттоочу канаттарды оңдоо процессинде лазер менен капталган оңдоо процессинин максатка ылайыктуулугун текшерүү үчүн, бул иш K403 жогорку температурада оңдоо үчүн TIG ширетүү жана лазердик каптоо колдонот. эритмесин, жана ремонттон кийин микроструктурасын жана аткарууну салыштырат.

1 Эксперимент жана метод

1.1 Эксперименттик материалдар жана жабдуулар

Эксперименттик базалык материал болуп K403 куюлган жогорку температурадагы эритме болуп саналат, ал эми эритмесинин химиялык курамы 1-таблицада көрсөтүлгөн. Негизги материал экспериментке чейин стандарттуу жылуулук менен дарылоонун спецификациясына ылайык жылуулук менен иштетилет. TIG ширетүү үчүн колдонулган ширетүүчү зым жана экспериментте лазердик каптоо үчүн чөктүрүүчү порошок да никелге негизделген жогорку температурадагы эритме GH625 болуп саналат жана анын химиялык курамы 1-таблицада көрсөтүлгөн. TIG ширетүүсүндө колдонулган GH625 ширетүүчү зымдын диаметри оңдоо жараяны 1.2 мм, жана лазер каптоо оңдоо жараянында колдонулган GH625 порошок вакуум атомдаштыруу ыкмасы менен даярдалган, жана порошок орточо диаметри 53-106 мкм.

Эки түрдүү оңдоо процесси, TIG ширетүү жана лазер каптоо, салыштырма изилдөө үчүн колдонулган. Оңдоодон мурун үлгүнүн бети SiC кум кагазы менен жылмаланган, андан кийин ультра үн менен тазаланган жана ацетон менен кургатылган. Ширетүүчү зымдын бети кычкыл шкаласынан тазалоо үчүн жылмаланган жана каптоочу порошок 3 саат бою вакуумда кургатылган. TIG ширетүү оңдоо схемасы мурунку изилдөө жана иш жүзүндө өндүрүш колдонуу тажрыйбасына негизделген. Үлгү даярдоодо Fronius magicwave3000 ширетүүчү машина колдонулат. Оптималдаштыруудан кийинки процесстин негизги параметрлери: ширетүүчү ток 80 А, аргон газынын агымы 10 л/мин, ширетүүчү ылдамдыгы 150-200 мм/мин. Оңдоо процессинде жылуулук деформациясынын жана ички стресстин пайда болушун көзөмөлдөө үчүн бүтүндөй оңдоо процесси белгилүү бир арматурада жүргүзүлөт жана оңдоо аяктагандан кийин үлгү бөлмө температурасына чейин аба менен муздатылат. Лазердик каптама оңдоо Arnold 6KW була лазердик 3D иштетүү жабдыгын колдонот жана үлгү коаксиалдык порошок менен азыктандыруу менен даярдалат. жабдуулардын негизги компоненттери 6KW IPG YLS-6000 була лазер камтыйт, лазер каптоо башчысы, порошок берүүчү, иш айлануучу, коаксиалдык коргоочу атмосфера жана коаксиалдык порошок азыктандыруу башын, ж.б., 0.8 мм так диаметри, 800 W номиналдык кубаттуулугу, 600 мм/мин сканерлөө ылдамдыгы менен, беш огу иштетүүнү ишке ашыра алат. порошок менен азыктандыруу ылдамдыгы 0.8 г/мин. Оңдоо процессинде үлгүнүн кычкылданышын болтурбоо үчүн, бүт даярдоо процесси жогорку тазалыктагы аргон газында жүргүзүлөт, андан кийин бөлмө температурасына чейин аба менен муздатылат.

1.2 Үлгү даярдоо жана сыноо ыкмасы

Тартуу үлгүсүнүн жана лазердик каптаманы оңдоонун схемалык схемасы 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Ширетүүчү негизги материалда алдын ала иштетилген оюкка толтурулгандан кийин, ал ширетүүчүгө перпендикуляр багытта кесилет. Тандоо ыкмасы 1 (а)-сүрөттө көрсөтүлгөн. Сыноо жөндөмдүүлүгүн текшерүү электрондук универсалдуу сыноочу машинада жүргүзүлөт. Сыноо GB/T 40-2652 стандартына ылайык MTS E2008 чыңалууну сыноочу машинасында "Ширилген жана орнотулган металлдын созулушун сыноо ыкмасы" боюнча жүргүзүлөт. Тартуу ылдамдыгы 0.15 мм/мин. Ар бир топто беш параллелдүү үлгү сыналат жана акыркы күч катары орточо маани алынат.

Лазердик каптоо оңдоо иштери аяктагандан кийин 20 мм×10 мм×10 мм металлографиялык блокту кесип алуу үчүн ширетүүнүн вертикалдуу багытында кесүү жүргүзүлөт. Кум кагаз металлографиялык үлгүлөрдү даярдоону аяктоо үчүн майдалоо, механикалык жылмалоо жана коррозияга каршы тазалоо үчүн колдонулат. EDS менен жабдылган JOEL 7610Plus талаа эмиссиясын сканерлөөчү электрондук микроскобу оңдоо аймагынын микроструктурасын байкоо жана талдоо жүргүзүү үчүн колдонулат.

2 Натыйжаларды талдоо жана талкуулоо

2.1 Макроморфология жана микроструктура

2-сүрөттө TIG ширетүүчү оңдоо процессин колдонуу менен оңдолгон болоттун кесилишинин металлографиялык микроструктурасы көрсөтүлгөн. Оңдолуп жаткан аймактын интерфейси жылмакай жана аз сандагы туш келди микрожарык кемчиликтери бар экенин көрүүгө болот. 2 (а)-сүрөттөн көрүнүп тургандай, бүтүндөй оңдолгон аймакты уюмдун макроскопиялык морфологиясына ылайык ширетүүчү аймакка, интерфейстик аймакка жана негизги материалдык аймакка бөлүүгө болот. Интерфейс аймагынын туурасы болжол менен 400 мкм. Ширетүүчү аймактын микроструктурасын 2 (б)-сүрөттөн көрүүгө болот. 2 (г)-сүрөттөн K403 негизги материалдык аймагынын микроструктурасы негизинен γ фазасынан, γ' фазадан, (γ+γ') эвтектикалык фазадан жана карбидден турган дендриттик структура менен мүнөздөлөрүн көрүүгө болот. Дендриттердин ортосунда γ' фазасы жана (γ+γ') эвтектикалык фазасы майда чекиттер түрүндө, ал эми эрүү температурасы төмөн эвтектикалык структуралар, мисалы, карбиддер дан чек араларында таралган. Интерфейс аймагынын микроструктурасы 2 (в)-сүрөттө көрсөтүлгөн. Оңдоо процессинде жылуулук булагынын таасири астында дан чегинде пайда болгон жаракалар негизги материалдык матрицадан интерфейс зонасына чейин созулганын көрүүгө болот. Жылуулук булагына жакын дан чектеринин ортосунда болгон бекемдөөчү элементтер андан ары диффузияланат, ал эми үзгүлтүксүз скелет карбиддери акырындык менен үзгүлтүктүү чекиттүү карбиддерге айланат. Капталган аймактын негизги материал менен айкалышкан абалы баштапкы катуулануу абалында, ал эми курамы жана температурасы менен шартталган undercooling кичинекей болуп, бириктирүүчү бетинде жаркыраган тилке катмарын көрсөтүп, тегиздик кристалл структурасын түзөт. Катуу процесс жүрүп жаткан кезде, бир калыпта эмес курам менен камсыздалган муздатуу катуулануу структурасынын негизги материалдык матрицадан жылуулук агымынын багытына чейин өсүп, өзгөчө текстура формасын көрсөткөн мамычалык кристаллдар түрүндө өсүүсүн шарттайт. Ошол эле учурда, тегиз эмес курамы менен камсыз кыймылдаткыч күч dendrites түзүү үчүн өсүү багытын эки тараптын эки жагында иштеп мамычалык катып суюктук бети себеп болот. Эки тараптан дендриттердин өсүшү менен камсыздалган курамдын муздашы көбөйгөн сайын суюк фазанын ичинде нуклеация жана кристаллдашуу жүрүп, барабар кристалл түзүмү пайда болот. Улам каптоо аймагындагы чоң температура градиенти жана тез температуранын төмөндөшү, бул аймактагы уюм, адатта, тең салмактуу эмес катуулашуу жол менен катуулашуу nucleation аяктайт жана дендриттик түрдө өсөт. Негизги γ-Ni артыкчылыктуу ядро ​​түзөт жана өсөт, ал эми γ' фазасы жана (γ+γ') эвтектикалык фазасы суюк фазада же катуу фазада катуу фазада түшөт жана дендриттер арасында болот. Калган суюк фазадагы эритмени бекемдөөчү элементтер муздатуу процессинде С элементи менен биригип, акырында бүртүкчөлөрдүн чек араларынын ортосунда карбид фазасы сыяктуу төмөн эрүү температурасы бар эвтектикалык түзүлүштү түзөт.

3-сүрөттө TIG ширетүү процессинин негизги металл аянтынын, каптоо аянтынын жана интерфейсинин типтүү фазалык бөлүштүрүлүшү көрсөтүлгөн. Ар бир фаза боюнча EDS элементинин анализи жүргүзүлдү жана ар бир чекиттин курамы 2-таблицада көрсөтүлгөн. Капталган аймак негизинен γ катуу эритмеси түрүндөгү көп сандагы Ni жана Cr элементтерин жана аз өлчөмдө Al, Ti жана башка элементтер негизги металлдан таралган. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, GH625 эритмесинде Nb курамы 10%дан ашса (массалык үлүшү, ылдыйда ошол эле) жана 22%тен аз болгондо, L→γ+γ” фазалык трансформация реакциясы пайда болот. А чекитиндеги Nb мазмуну 13.77% түзөт. Жогорудагы изилдөөлөрдү жана А чекитиндеги элементтин мазмунун бириктирип, А чекитинин фазалык курамы γ+γ” (Ni3Nb) экенин көрүүгө болот. К403 негизги материалынын типтүү микроморфологиясы В чекитинде көрсөтүлгөн. EDS натыйжаларына ылайык, бул позиция Al элементтеринин көп санын камтыйт. Чөккөн фаза γ' (Ni3Al) фазасы. γ матрицасында көп сандагы майда чөкмөлөр чачыранды, бул жаан-чачындын күчөшүнүн таасирин тийгизет. Интерфейс аймагынын типтүү микроскопиялык морфологиясы С чекитинде көрсөтүлгөн. EDSтин жыйынтыгы боюнча бул фазада Al, Nb, Ti, Mo жана башка элементтердин көп саны бар. Концентрацияланган жылуулук булагын киргизүү жана оңдоо процессинде муздатуу ылдамдыгы катуулануу интерфейсинде изотермикалык эмес катуулануу жүрүм-турумун жаратат, натыйжада Al, Nb, Ti, Mo жана башка элементтердин бөлүнүшүнө алып келип, көп сандагы карбиддерди түзөт. EDS элементинин талдоосуна жана ар бир аймактын тиешелүү изилдөөсүнө ылайык, TIG ширетүү процессин колдонуу менен оңдолгон конструкциянын ширетүүчү аянты γ катуу эритмесинен жана γ дан, негизги материалдык аймак γ катуу эритмеден жана γ'ден турат, жана интерфейс аймагы γ катуу эритмесинен жана карбидден турат.

Лазердик каптоо менен оңдолгон интерфейстин металлографиялык микроструктурасы 4-сүрөттө көрсөтүлгөн. Байланыш интерфейсинде жаркыраган чек ара зонасы пайда болуп, тешиктер, кошулмалар жана термикалык жаракалар сыяктуу кемчиликтер табылбаганын көрүүгө болот. TIG ширетүү оңдоо процесси менен салыштырганда, лазер менен капталган оңдоо процессинин интерфейси болжол менен 40 мкмге чейин кыскарган. ширетүүчү аянты майда дендрит эпитаксиалдык өсүшүнүн типтүү тенденциясын көрсөтөт. Негизги материалдан алыс жайгашкан каптоо зонасында катууланган металлга коргоочу атмосферанын конвективдик жылуулук диссипациясы жана катуу металлдын жылуулук өткөрүлүшү таасир этет.
Металлдын катуулануусу мамычалык кристалл морфологиясынан тең кристалл морфологиясына айланат. TIG ширетүүчү оңдоо процессинин ширетүүчү аянтынын микроструктурасы менен салыштырганда жылуулук булагынын аянтынын жана температура градиентинин айырмачылыгынан улам, лазер менен капталган оңдоо процесси майда бүртүкчөлөргө жана бирдиктүү түзүлүшкө ээ. 4 (d)-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, K403 базалык материалынын бүртүкчөлөрүнүн ортосунда көбүрөөк карбиддер жана эрүү чекити төмөн эвтектикалык фазалар бар экенин көрүүгө болот, алар негизинен субстрат менен каптоочу материалдын ортосундагы жылуулук жаракаларынын тенденциясын жогорулатат. оңдоо процессинде.

Эки оңдоо процессинин интерфейс чөйрөсүндөгү элементтердин бөлүштүрүлүшү 5-сүрөттө көрсөтүлгөн. Муздатуу ылдамдыгы жогору болгондо Nb, Mo, Ti жана W сыяктуу элементтер бөлүнүп, байытылып, туура эмес блокту түзөөрүн көрүүгө болот. карбиддер. Эки оңдоо процесси интерфейс сызыгына жакын элементтердин бөлүштүрүлүшүнө көбүрөөк таасир этет. Ар бир элемент TIG ширетүү процессинин интерфейсинин жанында бир калыпта таралат, ошол эле учурда лазердик каптоо оңдоо процессинин интерфейсинин жанында айкын концентрация градиенти бар. Бул жыйынтык лазердик каптаманы оңдоо процессинин негизги материалга жылуулук таасири бир кыйла аз экенин көрсөтүп турат. TIG ширетүү оңдоо процесси. Лазердик тактын концентрацияланган жылуулук булагы тарабынан түзүлгөн эриген бассейн кичирээк, ал эми жылуулукту тез жоготуу оңдоо интерфейсине азыраак таасир этет. TIG ширетүү процессинин чоң жылуулук киргизүүсү муздатуу учурунда кичирейүү менен шартталган ашыкча термикалык стрессти пайда кылат, бул интерфейсте жылуулук жаракаларын түзүүнү жеңилдетет. Ошол эле учурда, чоң жылуулук киргизүү дан чегинде кайра төмөн эрүү чекитиндеги эвтектикалык структураны оңой эритип, крекинг жүрүм-турумуна алып келет. таасири лазер каптоо Оңдоо интерфейсинин аймагындагы оңдоо процесси TIG ширетүүчү оңдоо процессине караганда бир топ азыраак жана натыйжада бүртүкчөлөр жана түзүм бир калыпта жана кемчиликтерди көзөмөлдөө оңой.

2.2 Механикалык касиеттерин талдоо

Эки оңдоо процессинин чыңалуу үлгүлөрү бөлмө температурасында (20 ℃), 800 ℃ жана 975 ℃ чыңалуу сыноосуна дуушар болгон жана натыйжалар 6-сүрөттө көрсөтүлгөн. лазердик каптоо оңдоо процесси тиешелүүлүгүнө жараша 6, 787 жана 413 МПа болуп саналат, бул TIG ширетүүчү оңдоо процессинде алынган 133, 623 жана 401 МПа созулууга караганда бир кыйла жогору. Лазердик каптоо жана TIG ширетүүчү оңдоо процесстеринде алынган бөлмө температурасынын чоюлуу күчтөрү, тиешелүүлүгүнө жараша, K114 негизги материалынын бөлмө температурасынын бекемдигинин 87.44% жана 69.22% түзөт. Эки оңдоо процессинин кирешелүүлүгү салыштырмалуу жакын жана айлана-чөйрөнүн температурасынын жогорулашы менен кирешелүүлүк үзгүлтүксүз төмөндөө тенденциясын көрсөтөт. Жогорку температурадагы чыңалуучу чөйрөдө (403 ℃ жана 800 ℃) муундун чыңалуу күчү түшүмдүүлүккө жакын, бул оңдолгон аймактын материалынын түшүм бергенден кийин катууланууну улантуу тенденциясы азайгандыгын көрсөтүп турат. K975 негизги материалдын бөлмө температурасынын узартылышы 403% түзөт. Ар кандай айлана-чөйрөнүн температураларында эки оңдоо процессинин узартуу өзгөрүүлөрү 6 (в)-сүрөттө көрсөтүлгөн. Бул лазер каптоо оңдоо жараянын колдонуу үлгүдөгү узартуу негизги материалга караганда бир аз жогору экенин көрүүгө болот. 6 ℃ ар кандай оңдоо процесстери менен үлгүлөрдүн узундугу салыштырмалуу жакын. Эки процесстин натыйжасында алынган узаруунун стандарттык четтөөсүнө ылайык, TIG ширетүүчү оңдоо процессинде алынган созуу узартуу маалыматтарынын дисперсиясы лазер менен капталган оңдоо процессине караганда чоңураак деген тыянак чыгарууга болот, бул андан ары туруктуулукту көрсөтөт. Лазердик каптоо оңдоо процесси TIG ширетүү процессине караганда жакшыраак.

Үч түрдүү температурадагы эки оңдоо процессинин созуу күчү, түшүү күчү жана узартуу натыйжалары лазер менен капталган оңдоо процессинде алынган комплекстүү механикалык касиеттердин эң сонун экенин көрсөтүп турат. Оңдоо аянтынын макроскопиялык морфологиясын жана микроструктурасын айкалыштыруу менен, экөөнүн ортосундагы айырмачылыктын негизги себеби оңдоо процессинде лазер менен капталган оңдоо процессинин TIG ширетүүсүнө караганда кичине жери бар экенин көрүүгө болот. киргизүү көбүрөөк топтолгон, ал эми интерфейс аймагы жана пайда болгон жылуулук градиент кичирээк, бул ширетүүчү менен негизги материалдын ортосундагы байланыш зонасында жаракалардын сезгичтигин төмөндөтөт. Ошондуктан, лазер менен капталган оңдоо жараяны менен алынган механикалык касиеттери мыкты жана туруктуу болуп саналат.

2.3 Сыныктын жүрүм-турумун талдоо

K403 жогорку температура эритмесин оңдоо жараяны негизинен кыймылдаткыч бычактарды оңдоо үчүн колдонулат. Оңдоо процессинин анын бузулуу жүрүм-турумуна тийгизген таасири мыйзамын жана механизмин изилдөө максатында, оңдоо процессинин бөлмө температурасынын жана жогорку температурадагы чыңалуу үлгүлөрүнүн сынуу абалы жана сынык морфологиясы талданды. Эки оңдоо процессинин чыңалуу үлгүлөрүнүн сынуу абалынын статистикасы 3-таблицада көрсөтүлгөн. Бул эки оңдоо процессинин үлгүлөрүнүн сынуу абалы адатта бөлмө температурасында негизги материалда, ал эми бөлмө температурасында жайгашканын көрүүгө болот. оңдоо аянтынын механикалык касиеттери ата-энелик материал менен бирдей күчкө жетиши мүмкүн. Эксперименттик температуранын жогорулашы менен үлгүнүн сынышы бара-бара оңдоо аймагына жылат, ал эми оңдоо аянтынын механикалык туруктуулугу бир топ төмөндөйт. Бир жагынан оңдоп жаткан жердин ичиндеги микрожарыктар жана бирдей эмес жаан-чачын сыяктуу кемчиликтерден улам жогорку температурадагы материал жумшарып, γ матрицасынын жана эрүү температурасы төмөн эвтектикалык структуранын бир тектүү эмес деформациясын пайда кылат. микрожарыктардын кеңейишине алып келет жана өндүрүмдүүлүктүн кескин төмөндөшүнө алып келет. Башка жагынан алганда, оңдоо аймагы менен негизги материалдык аймактын ортосундагы ийкемдүү модулдун айырмасынан улам, байланыш интерфейсинин аймагы деформация процессинде координацияланбаган штамм жаратууга жакын болот, натыйжада оңдоо зонасында бузулуу жүрүм-туруму көбөйөт. . Эки түрдүү оңдоо процессинин жарака аймагына тийгизген таасирин салыштыруу менен, лазер менен капталган оңдоо процесси бардык сыноо шарттарында TIG ширетүүчү оңдоо процессинен жогору экенин көрүүгө болот. Механикалык касиеттердин натыйжалары менен айкалышып, лазер менен капталган оңдоо процессинин механикалык касиеттери бөлмө температурасында жана 800 ℃ температурада TIG ширетүүчү оңдоо процессинен жогору экенин көрүүгө болот, анткени биринчисинин оңдоо аймагында сынуу коркунучу төмөн жана сынык позициясы ата-энелик материалдык аймакка карай ыкталган. 975 ℃ жогорку температурада, эки процесстин сынык позициялары оңдоо зонасында жайгашкандыктан, экөөнүн механикалык касиеттери окшош.

Эки оңдоо процессинин бөлмө температурасындагы чоюлуу сыныктарынын морфологиясы 7 жана 8-сүрөттөрдө көрсөтүлгөн. Сыныктын морфологиясынан анын аралаш сынык режимине таандык жылмакай жана тепкичтүү бөлүү кадамдары, майда чуңкурлар жана ширетилбеген кемчиликтер бар экенин көрүүгө болот. . Сүрөт 7 (а) TIG ширетүү оңдоо процессинин бөлмө температурасындагы сыныгынын жалпы морфологиясы. Бул сынык бети салыштырмалуу жалпак жана ачык жарака мүнөздөмөлөрү байкоого болот деп көрүүгө болот. Сүрөт 7 (б) жергиликтүү чоңойтулган көрүнүш. Бул аймак куюунун типтүү бош кемтигинин мүнөздөмөлөрүн көрсөтөт жана жарака пайда болгон аймак болуп саналат. E жана F пункттарынын EDS натыйжалары 7 (e), (f) жана 4-таблицада көрсөтүлгөн. Бул чекит каптоо зонанын интерфейс аймагына жакын жайгашкан жана негизинен γ- Катуу чечим. Ал жана W элементтери аз санда таралган. Ал ширетүүчү материалдын оңдоп катууланышынан жана негизги металл элементтеринин диффузиясынан түзүлөт. Оңдоо процессинде эриген бассейн өтө тез муздап, катып калган, ал эми дендриттер жетишсиз суюктуктун локалдуу ылдам катып калышынан улам бошоп кеткен. 7 (в) жана (г)-сүрөттөрүндөгү сыныктардын морфологиясында дендрит сыныгынын типтүү мүнөздөмөсүнө ээ болгон көп сандагы майда квази-жарылуу тепкичтери, дарыя сымал калыптары жана аз сандагы чуңкурчалары бар. 7 (в)-сүрөттөгү тетиктин сынган четинин абалы ачык пластикалык деформациялык мүнөздөмөлөргө ээ, ал эми сынган чуңкур зонасы негизинен ушул абалда болот. 7 (г)-сүрөттөгү майда жана жылмакай квази-жарык сынык бети, негизинен, жараканын жайылуу процессинде морт фазалардын көп саны менен камсыздалган аз каршылыктуу жол менен шартталган. Демек, сынуу процессинде жарака бош кемтик абалынан пайда болуп, гранулдар аралык морт структура боюнча таралышын улантат, акырында пластикалык деформациянын жанындагы тыгыз структурага жетип, тетиктин бетине тарайт.

8-сүрөт (а) лазер менен капталган оңдоо процессинин бөлмө температурасындагы сыныгынын жалпы морфологиясын көрсөтөт. Бул сынык морфология кемчиликтери TIG ширетүүчү оңдоо жараянына караганда бир кыйла аз экенин көрүүгө болот, жана эч кандай ачык жаракалар табылган. 8(б)-сүрөттөн сынык бетинде көп сандагы сынык чуңкурлары бар экенин көрүүгө болот. Фигуралар 8 (в) жана (г) негизинен тордун жыртылуу кырлары жана жергиликтүү жик платформасынын жаракалары менен мүнөздөлөт, алар тор сынган үлгүсүн түзүү үчүн туташтырылган. G жана H чекиттеринин EDS натыйжалары 8 (e), (f) сүрөттөрдө жана 4-таблицада көрсөтүлгөн. G чекитинде Nb жана Mo элементтеринин көп байыуусу байкалган жана аны курчап турган сынык бети жылмакай. Микроструктуранын анализи көрсөткөндөй, бул дан чегинде сегрегациядан пайда болгон карбид фазасы (8-сүрөт (г)). Сынуу процессинде дан чегине кирген карбид фазасы жаракаларды жаратып, тешиктерди пайда кылат. 7 жана 8-сүрөттөрдөгү сыныктардын морфологиясын жана механикалык касиеттерин салыштырып талдоо аркылуу лазер менен капталган оңдоо процессин колдонуу менен үлгүнүн пластикалуулугу TIG ширетүү процессине караганда бир топ жакшыраак экенин көрүүгө болот.

800 ℃ жогорку температурадагы чоюлуу сыноосунда эки оңдоо процессинин сынык морфологиясы 9-сүрөттө көрсөтүлгөн. Бөлмө температурасындагы сынык морфологиясы менен салыштырганда, ал ачык гранулалар аралык сынуу мүнөздөмөлөрүн көрсөтөт. 9-сүрөттү (а-1) жана (б-1) салыштырып, лазердик оңдоо процессин колдонуу менен үлгүнүн сынган чети типтүү пластикалык деформациялык мүнөздөмөлөргө ээ экенин көрүүгө болот. 9-сүрөттөн (а-2) көрүнүп тургандай, сынык бетинде көп сандагы дендриттер жана гранулдар аралык жаракалар бар, алар гранулдар аралык жана трансгранулярдык жаракалар аралаш сынык мүнөздөмөсүнө ээ. Дендритти бойлогон жараканын бети жылмакай жана көп сандагы карбиддик фазалар менен таралган, ал эми трансгранулярдык жараканын кесилишинде жарым-жартылай ийкемдүү. 9 (б-2)-сүрөттөн көрүнүп тургандай, гранула аралык ийилчээк жарака режимине кирген жана чарчоо сынык тилкелеринин жана гранулалар аралык экинчилик морфологиялык мүнөздөмөлөргө ээ болгон гранулдар аралык жараканын бетинде көп сандагы ийкемдүү чуңкурчалар бар. жаракалар, бул аймак чыңалуу процессинде узак мөөнөттүү стресске дуушар болгондугун көрсөтүп турат. Эки оңдоо процессинин жогорку температурадагы сынык морфологиясын салыштырып, лазердик каптоо оңдоо процессин колдонуу менен оңдоо аянтынын дандары жана уюштурулушу бир калыпта болот, ал эми ийкемдүү сыныктардын мүнөздөмөлөрү сынык процессинде ачык-айкын болот деген тыянак чыгарууга болот. Жаракалардын таралышынын бузулуу процессинде, бекемдөө фазасынын жана майда карбидди уюштуруунун айланасында көп сандагы дислокациялар топтолот. Деформация учурунда көп сандагы чуңкурлардын пайда болушу жаракалардын тез кеңейүүсүнө тоскоол болот, бул жарака процессинде деформациялык энергияны көбүрөөк сарптайт. Жогорудагы жогорку температурадагы механикалык касиеттердин маалыматтары менен айкалышып, лазердик каптоо оңдоо процессинде пайда болгон суюлтулган жаракалар коркунучу төмөндөйт жана ал жогорку температурадагы бузулууларды басууда көбүрөөк артыкчылыктарга ээ.

Бөлмө температурасында жана 800 ℃ эки оңдоо процессинин чыңалуунун морфологиясына ылайык, оңдоо процессинде пайда болгон суюктуктун жетишсиздиги жана микро жаракалар сыяктуу кемчиликтер бузулуунун негизги себептери болуп саналат деп божомолдоого болот. Лазердик каптоо оңдоо процесси оңдоо кемчиликтерин эффективдүү азайтып, оңдоо аймагын уюштурууну жакшыртат, жаракалардын таралышында көбүрөөк пластикалык деформацияларды жаратат жана оңдолгон үлгүнүн механикалык касиеттерин жакшыртат.

2.4 Бычакты оңдоо

Лазердик каптоо оңдоо процесси менен бычактарды оңдоо процесси жана иш жүзүндөгү эффекти 10-сүрөттө көрсөтүлгөн. 10-сүрөт (б) кыймылдаткычты сыноо учурунда бычак четиндеги пластинкадагы жаракалардын бузулушун көрсөтөт. Жаракалардын багыты жана тереңдигине ылайык, алгач оңдоп-түзөө аянтында V түрүндөгү оюк даярдалып, кол менен жылмаланган. Оңдоо аянты болжол менен 5 мм болгон, андан кийин GH625 порошок лазер каптоо оңдоо үчүн депозиттик порошок катары колдонулган. Оңдоодон кийинки эффект 10 (в) жана (г)-сүрөттө көрсөтүлгөн. Оңдоодон кийин сырткы көрүнүшүндө эч кандай жарака кемчилиги жок экенин көрүүгө болот. Флуоресценцияны аныктоо 10-сүрөттө (е) көрсөтүлгөн жана эч кандай жарака кемчилиги табылган эмес. Пычак оңдоочу жердин үстү кол менен жылмаланган жана жылмалангандан кийин визуалдык текшерүү, флуоресценттик текшерүү жана керосин-бор текшерүү жүргүзүлүп, эч кандай жаракалар жана сызыктуу кемчиликтер табылган эмес. Оңдоо продуктусу чогулуп, сыналгандан кийин ширетүүдө жана жылуулук таасир эткен зонада эч кандай жаракалар пайда болгон жок, бул бычакты бул каптоочу порошок жана процессти колдонуу менен оңдоого болорун көрсөтүп турат.

3 Тыянактар

(1) TIG ширетүү да, лазердик каптоо да ширетүүчү материал менен базалык материалдын ортосунда металлургиялык байланышка жетише алат. Лазердик каптоодон кийин оңдолгон аянттын дан өлчөмү кичине жана структурасы бир калыпта болот, ал эми интерфейс аянтынын туурасы бир топ кыскарат. TIG ширетүүчү оңдоо процессин колдонууда микрожарык кемчиликтери интерфейстин жанында пайда болот. Микрожарыктар негизинен карбид фазалары жана эрүү температурасы төмөн эвтектикалык структуралар.

(2) Ар бир аймактын комплекстүү EDS элементтин анализи жана тиешелүү изилдөөлөр көрсөткөндөй, TIG ширетүү процессинин микроструктурасында ширетүүчү зонасы γ катуу эритмеден жана γ дан, негизги материалдык зонада γ катуу эритмеден жана γ′ турат. , жана интерфейс зонасы γ катуу эритмесинен жана карбидден турат.

(3) эки оңдоо жараяны менен алынган механикалык касиеттери такыр башкача. Лазердик каптоо оңдоо процессинин бөлмө температурасынын чоюлуу күчү жана TIG ширетүү процесси, тиешелүүлүгүнө жараша, K87.44 негизги материалынын күчүнүн 69.22% жана 403% түзөт. Лазердик каптоо оңдоо процессинде алынган созуу күчү TIG ширетүү процессине караганда бир топ жакшыраак. Лазердик каптоо оңдоо процессинин сынгандан кийинки узартылышы TIG ширетүүчү оңдоо процессине караганда бир кыйла жогору жана бөлмө температурасында негизги материал сынгандан кийинки узартууга караганда жогору. Ошол эле учурда, лазер менен капталган оңдоо процесси комплекстүү механикалык касиеттери боюнча жогорку туруктуулукка ээ жана оңдоо сапаты жогору.

(4) эки оңдоо жараяндардын бөлмө температурасында сынган жараяны негизинен аралаш сынык режими болуп саналат. Температуранын жогорулашы менен, жогорку температурадагы чоюлуу сыныктары гранулалар аралык сынуунун айкын мүнөздөмөлөрүн көрсөтөт. TIG менен салыштырганда, ширетүүчү оңдоо процессинин үлгүлөрүнүн сынышы жана лазердик каптаманы оңдоо процесси ачык-айкын пластикалык деформациялык мүнөздөмөлөрдү көрсөттү, бул суюлтуу жаракаларынын, жогорку температуранын бузулуусунун жана бычак оңдоо колдонмолорунун коркунучун басууда чоң артыкчылыктарга ээ.

(5) Лазердик каптоо оңдоп-түзөө процесси бычак сыноо процессинен улам келип чыккан жээк плитасынын жаракасынын бузулушун оңдоону аяктоо үчүн колдонулган. Флуоресценция жана керосин-бор аныктоодон кийин оңдоо талаптарына жооп берген эч кандай жаракалар жана сызыктуу кемчиликтер табылган жок.