納米La2O3增強的NiCoCrAlY防護熔覆涂層制備技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、本課題對納米La2O3顆粒增強的NiCoCrAlY防護涂層制備技術(shù)進行了基礎(chǔ)研究，解決了納米 La2O3粉體分散、粉末壓片模具設(shè)計、壓制過程仿真、熔覆過程仿真、熔覆試樣制備以及熔覆參數(shù)優(yōu)化等問題。
　　本文主要開展的研究內(nèi)容如下。
　　1.通過考察納米La2O3在水、1:1醇水混合溶液、乙醇中的分散行為，選出適合制備納米La2O3懸浮液的分散介質(zhì)為乙醇。研究了球磨分散、超聲分散、超聲球磨復合分散以及球磨超聲復合分散對納米 L

2、a2O3在乙醇懸浮液中的分散行為的影響；并通過對其機理分析建立了四種分散解聚模型；定義了懸浮能力系數(shù)，通過愛因斯坦方程和Stokes定律建立了懸浮能力系數(shù)與顆粒粒度的關(guān)系。
　　2.利用MSC.MARC軟件首次對NiCoCrAlY熔覆粉末單向冷壓成形過程進行了仿真研究。建立了粉末片壓制成形過程的二維有限元模型，確定NiCoCrAlY熔覆粉末的材料模型、單向冷壓成形過程的初始條件和邊界條件，獲得粉末單向冷壓過程中沿其高度和直徑方向位

3、移的變化規(guī)律；提出將粉末片最大相對密度作為其理論相對密度，獲得了粉末片孔隙度、致密度、相對密度及其高度隨壓制力的變化關(guān)系；基于matlab對壓制后的粉末片進行圖像處理，獲得了粉末片的實際高度和粉末片上下表面的相對密度，從而驗證了有限元仿真模型的合理性和可靠性。
　　3.針對激光熔覆的特點，利用APDL參數(shù)化設(shè)計語言建立了合理的三維瞬態(tài)溫度場、應力場的數(shù)值模型，綜合考慮了熱源模型、相變潛熱、材料屬性變化、動態(tài)邊界條件和動態(tài)接觸熱阻等

4、因素，考察了熔覆過程中的溫度場和應力場分布，計算結(jié)果和實驗結(jié)果對比表明：激光熔覆瞬態(tài)溫度場的數(shù)值模擬結(jié)果和實驗結(jié)果具有較好的吻合性，驗證了該模型的可靠性和正確性，從而為激光熔覆工藝組織、裂紋等研究提供了仿真依據(jù)。
　　4.通過考察不同掃描速度下獲得的TC4鈦合金熔覆層質(zhì)量得到較優(yōu)的熔覆工藝參數(shù)，在該工藝參數(shù)下研究了1％wt，2%wt，3%wt三種添加量的納米稀土La2O3顆粒對NiCoCrAlY熔覆層稀釋率、微觀組織和硬度的影響，