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中国电力 2012年第1期45卷 33-36页

作者：郭岩周荣灿侯淑芳林琳西安热工研究院有限公司陕西西安710032

inconel 617合金(简称617合金)具有较好的高温强度、塑性以及良好的抗氧化、抗腐蚀性能,故可作为超超临界机组耐高温候选材料。为进一步了解617合金长期高温时效后的析出相及其组织结构,在760℃下对该合金进行长达10 000 h的时效试验,... 详细信息

inconel 617合金(简称617合金)具有较好的高温强度、塑性以及良好的抗氧化、抗腐蚀性能,故可作为超超临界机组耐高温候选材料。为进一步了解617合金长期高温时效后的析出相及其组织结构,在760℃下对该合金进行长达10 000 h的时效试验,借助扫描电镜和透射电镜等分析设备研究617合金高温时效处理(简称时效)后的析出相。结果表明:在760℃时效10 000 h过程中,617合金析出面心立方结构的M23C6、M6C碳化物和面心立方有序结构的γ′相,γ′相分布于晶内,M23C6和M6C碳化物在晶界和晶内均有析出;整个时效过程晶内析出相基本稳定;时效300～3 000 h过程中,晶界析出相均呈不连续分布,时效至5 000 h,晶界碳化物聚集且连续分布,晶界M6C碳化物数量明显增多;时效300 h后硬度明显升高,时效1 000 h后硬度达到最大值,时效5 000 h后硬度有一定幅度降低。

关键词： inconel617合金时效处理 M23C6 M6C γ′相硬度

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inconel617合金表面电子束熔覆NiCoCrAlY的数值模拟研究

Inconel617合金表面电子束熔覆NiCoCrAlY的数值模拟研究

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作者：王小宇桂林电子科技大学

学位级别：硕士

inconel617合金因具有良好的机械性能而被广泛用于航空航天等工业。由于材料性能的失效大多都是从表面开始,而采用电子束熔覆技术可以有效提高合金表面质量。但电子束熔覆过程中能量比较集中,会在材料表面产生迅速形成很大的温度梯度,... 详细信息

inconel617合金因具有良好的机械性能而被广泛用于航空航天等工业。由于材料性能的失效大多都是从表面开始,而采用电子束熔覆技术可以有效提高合金表面质量。但电子束熔覆过程中能量比较集中,会在材料表面产生迅速形成很大的温度梯度,材料冷却以后会在内部形成分布不均的残余应力。这些残余应力会导致熔覆层与合金基体表面产生裂纹,严重影响零部件机械性能。因此对温度场与应力场进行深入的研究可以更加清楚的认识残余应力的本质与分布规律,在工程优化等方面有重要的参考意义。本文选取了inconel617合金作为基体,NiCoCrAlY作为熔覆粉末,制备相应的实验材料。基于有限元分析软件ANSYS,建立了电子束熔覆过程温度场,应力场的有限元模型。用APDL编写相关程序,分析了不同工艺参数:电子束流、束斑直径、扫描速度对温度场,应力场的分布规律与变化情况,进行了合理工艺参数的优选,开展了对应的电子束熔覆实验与数值模拟的结果对比分析。研究表明:熔覆层温度场峰值与电子束功率近似成正线性关系;束斑直径越大,温度场峰值越小;扫描速度越大,温度场峰值越小;熔覆过程温度场分为三个阶段,快速升温阶段,稳定阶段,冷却降温阶段;沿基体厚度方向下降相同的距离,温度场峰值大约为上一个峰值的一半;获得的较优熔覆参数为V=8mm/s,D=4mm,I=20m A。熔覆过程中熔池外部周围金属与基体底面顶点会产生一些应力集中现象;当工艺参数为V=8mm/s,D=4mm,I=20m A,其残余应力主要分布于熔覆轨迹边缘与基体交界处,最大值为401MPa;拉应力表现为σ>σ>σ;压应力表现为-σ>-σ>-σ;熔覆层存在裂纹主要是由纵向拉应力σsz引起的;依据数值模拟优选出的工艺参数进行电子束熔覆时,熔覆层形貌质量较好。针对一些大型实际工程中电子束在剩余磁场的影响下偏移理论聚焦点的情况,采用外加偏转磁场的方法对电子束轨迹聚焦点重新“定位约束”,进行了CST数值模拟与实验对比。实验表明:当理论聚焦点的磁场强度为72Gs时,外加磁场绕线匝数为100匝,沿着电子束扫描路径方向通入538m A电流时,电子束偏移理论聚焦点的值由14.4mm降至1.6mm,外加磁场对电子束轨迹“重约束”效果较为明显。

关键词： inconel617合金 NiCoCrAlY 电子束熔覆数值模拟工艺参数

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inconel617合金表面电子束熔覆WC-CoCr显微组织和耐磨性研究

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航空制造技术 2017年第21期60卷 102-104,109页

作者：刘海浪王波李行黄以平桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

inconel617合金材料在实际应用中以耐腐蚀性、高温抗氧化性能和耐磨性为主。但是,其本身耐磨性比较低。为了提高inconel617合金表面耐磨性,采用高速火焰喷涂与电子束表面改性技术在inconel617合金表面制备了WC–Co Cr陶瓷涂层。分析了... 详细信息

inconel617合金材料在实际应用中以耐腐蚀性、高温抗氧化性能和耐磨性为主。但是,其本身耐磨性比较低。为了提高inconel617合金表面耐磨性,采用高速火焰喷涂与电子束表面改性技术在inconel617合金表面制备了WC–Co Cr陶瓷涂层。分析了合金层的微观组织结构和元素分布情况,测试了合金层的硬度与耐磨性。结果表明,在电子束熔覆处理过程中,涂层重熔与基体形成冶金结合,使其耐磨性能大大提高。熔覆层硬度相比inconel617合金硬度高出620HV0.3。

关键词： inconel617合金电子束熔覆 WC–CoCr涂层微观组织

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inconel617镍基高温合金电子束熔覆NiCoCrAlY熔池研究

Inconel617镍基高温合金电子束熔覆NiCoCrAlY熔池研究

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作者：张鹏程桂林电子科技大学

学位级别：硕士

inconel617合金在高温下具有良好的瞬时和长期机械性能,其高抗氧化性,高抗碳化性被广泛应用在航空航天等工业领域。金属材料在应用中失效大多数都是从表面开始,而电子束熔覆表面处理技术是有效提高合金表面质量的方法之一,NiCoCrAlY可... 详细信息

inconel617合金在高温下具有良好的瞬时和长期机械性能,其高抗氧化性,高抗碳化性被广泛应用在航空航天等工业领域。金属材料在应用中失效大多数都是从表面开始,而电子束熔覆表面处理技术是有效提高合金表面质量的方法之一,NiCoCrAlY可以提高材料表面的抗氧化性。在电子束熔覆过程中能量比较集中,合金表面形成熔池并产生较大的温度梯度及过熔现象,影响材料的机械性能。电子束熔覆温度场和熔池是当前研究热点,可以提高对电子束熔覆与工艺参数之间规律的认识。本文选取inconel617合金作为基体,NiCoCrAlY合金粉末作为熔覆层,制备相应的实验材料。基于有限元分析软件Ansys,建立电子束熔覆过程中的温度场模型。通过APDL编写相关程序,分析工艺参数电子束束流、束斑直径和扫描速度对温度场的影响和变化规律。仿真结果表明:熔覆层的温度场峰值与电子束束流近似成正相关关系;电子束扫描速度越大,温度场峰值减小,成负相关关系;电子束光斑直径越大,温度场峰值减小,成负相关关系。熔覆过程中温度场分为三个阶段,快速升温阶段、稳定阶段和冷却凝固阶段。电子束熔覆过程中熔覆涂层熔化而基体微熔形成熔池冶金结合,通过fluent软件使用UDF编写相关程序,分析熔池熔深熔宽与工艺参数之间的关系。仿真结果表明:熔池熔深熔宽与电子束束流近似成正相关关系;电子束扫描速度越大,熔覆层和基体形成熔池熔深熔宽减小成负相关关系;电子束束斑直径越大,熔覆层和基体形成熔池熔宽减小成负相关关系。沿着试件厚度方向,越向下熔池越小,熔覆层和基体形成的熔池符合高斯热源椭圆形分布。结合温度场的仿真结果,综合得到比较理想的电子束inconel617表面熔覆NiCoCrAlY工艺参数为:I=20m A,D=4mm,V=8mm/s。通过分析温度场和熔池的仿真结果,得出最优工艺参数,利用SEBW60-6P型电子束加工设备进行电子束熔覆实验。将实验结果与数值模拟结果进行对比分析。经过SEM观察熔池形状符合高斯热源椭圆分布,熔池的宽度为4.3mm,熔深为1.7mm。利用有限元仿真的方法研究电子束工艺参数与熔深熔宽之间的关系,得出熔池宽度为4.5mm,熔深为1.75mm,仿真结果与实际实验结果相近,证明了模型的合理性和可靠性。本研究为进一步研究电子束熔覆熔池与工艺参数之间的关系提供一些参考依据,具有一定的指导意义。

关键词： inconel617合金 NiCoCrAlY 电子束熔覆有限元仿真熔池

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电子束熔覆WC-CoCr涂层的表面结构及耐磨性研究（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第11期47卷 3338-3344页

作者：刘海浪王波祁正伟张国培王德志中南大学湖南长沙410073 桂林电子科技大学广西桂林541004

镍基合金在含氯介质中有着优异的耐蚀性能,但其耐磨性不足。利用HVOF在inconel617基体上沉积WC-CoCr涂层,研究了经过电子束重熔获得新的改性层,采用SEM、EDS分析改性层的表面形貌以及相成分。结果表明:经电子束处理后,一些喷涂层的结构... 详细信息

镍基合金在含氯介质中有着优异的耐蚀性能,但其耐磨性不足。利用HVOF在inconel617基体上沉积WC-CoCr涂层,研究了经过电子束重熔获得新的改性层,采用SEM、EDS分析改性层的表面形貌以及相成分。结果表明:经电子束处理后,一些喷涂层的结构缺陷得到了改善,涂层空隙减少,晶粒得到了细化,由于生成了高硬度的新相(尤其是Co_6W_6C相),熔覆层的显微硬度(HV_(0.3))为11000MPa,是基体显微硬度(HV_(0.3))(5500MPa)的2倍;通过摩擦磨损实验分析,试样相比于基体的滑动磨损行为,其磨损率显著降低;而EDS分析表明,熔覆层内出现了新的元素,基体与涂层达到了良好的冶金结合。此外,熔覆层在盐水中的抗腐蚀能力有所提高。

关键词：电子束熔覆 WC-CoCr 耐磨性 inconel617合金

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inconel617电子束熔覆NiCoCrAlY凝固行为研究

Inconel617电子束熔覆NiCoCrAlY凝固行为研究

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作者：陈健桂林电子科技大学

学位级别：硕士

inconel617合金广泛应用于工业发动机热端部件,随着工业发展,其高温耐腐蚀抗氧化性能逐渐无法满足新型装备和产品升级的服役要求。而传统的热处理和涂层制备有诸多使用局限,采用具有独特优势的电子束熔覆技术在其表面制备防护涂层,已成... 详细信息

inconel617合金广泛应用于工业发动机热端部件,随着工业发展,其高温耐腐蚀抗氧化性能逐渐无法满足新型装备和产品升级的服役要求。而传统的热处理和涂层制备有诸多使用局限,采用具有独特优势的电子束熔覆技术在其表面制备防护涂层,已成为当前优选方法之一。然而,电子束熔覆的凝固过程极易引起表面凹凸不平、纹理、涂层內部微裂纹等缺陷,因此,研究其凝固行为对改善熔覆层制备缺陷十分关键。本文首先通过数值模拟inconel617电子束熔覆NiCoCrAlY凝固过程,分析了不同工艺参数对凝固特征参数的影响规律及重要度,研究优化参数下的凝固特征参数的大小及分布,从而揭示凝固组织特征、宏观形貌的形成。其次,深入分析动态热应力和残余热应力的大小和分布规律,研究了凝固特征参数对残余应力的影响。最后,通过熔覆实验与模拟结果进行对比并相互修正,总结了电子束熔覆凝固行为规律。采用温度场模拟凝固特征表明:自冷主导合金凝固,熔池最高温度在表面且占比很低,熔池边缘凝固特征随着距离表面距离呈规律变化导致组织结构化;表面流固冲击形成中间浅两边深的“V状”纹理。同时,熔深、最高温度、温度梯度、冷却速率和凝固速度随着工艺参数呈现相应规律变化,从而导致相对应的组织与形貌特征变化。其中,凝固速度取决于扫描速度和熔池形状;束斑直径对温度梯度影响最大、扫描速度对冷却速率峰值影响最大。束斑直径和扫描速度对熔深的影响程度相近、扫描功率影响最小。束斑直径>扫描速度>扫描功率对熔池最高温度的影响。采用生死单元法模拟熔融应力场表明:热应力在熔池拖尾处最小、冷却过程中沿熔道向两侧扩散且数值增大。表面残余应力随着距离对称面越远而先增大后减小且熔道边缘最大;材料热物性差异和熔池底部温度梯度大导致结合区残余应力最大,而且随着距离表面越远而先增大后减小;最大残余应力随着温度梯度的减小而显著减小,随着冷却速率的增加而明显增大。熔覆实验分析结果显示:模拟优化参数下的表面纹理较浅且残渣较少,熔池组织致密且呈结构分布、冶金结合良好、没有明显的裂纹等缺陷,从而导致表面硬度比基体增加499HV0.2、截面硬度呈现缓慢下降趋势。不同工艺参数的表面形貌和熔深变化趋势与模拟基本一致。通过模拟与实验对比修正,P=1200w、v=0.008m/s,D=0.005m工艺下表面纹理接近于平滑且无明显烧蚀残渣,界面冶金结合良好且没有明显裂纹气孔。

关键词： inconel617合金 NiCoCrAlY 电子束熔覆数值模拟

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