【摘 要】
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Hastelloy X哈氏合金具有优异的抗氧化性、延展性和高温强度,广泛用于燃气涡轮发动机中的燃烧区隔热罩、燃烧室和排气管等领域。本文使用激光增材制备Hastelloy X合金及石墨
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Hastelloy X哈氏合金具有优异的抗氧化性、延展性和高温强度,广泛用于燃气涡轮发动机中的燃烧区隔热罩、燃烧室和排气管等领域。本文使用激光增材制备Hastelloy X合金及石墨烯增强Hastelloy X复合材料,研究了微观组织、物相、显微硬度、摩擦磨损、电化学腐蚀和拉伸强度等性能,主要工作内容和结果如下:(1)开展了Hastelloy X合金激光熔化沉积工艺优化,制备出20 mm厚Hastelloy X合金增材试样,微观组织主要为等轴晶,物相主要为Ni-Cr-Fe和(Ni,Fe),伴有少量Cr3C2、Mo2C、Mo Ni4,透射电镜测试表明存在位错和晶界夹杂现象。(2)激光增材制备的Hastelloy X合金试样硬度约为250 HV0.2,较为均匀。对试样进行摩擦磨损测试,平均摩擦系数为0.366。(3)采用INSTRON-5982型材料试验拉伸机测试了垂直和平行激光扫描方向的拉伸性能。垂直方向平均抗拉强度为739 Mpa,平均屈服强度为481.12 Mpa,延伸率最大为33.73%,最小为16.67%,平均延伸率为22.48%,平行方向上平均抗拉强度为744 Mpa,平均屈服强度为503.27 Mpa。(4)制备了5wt.%石墨烯增强Hastelloy X的复合涂层,拉曼光谱、XRD及透射电镜测试表明石墨烯在复合涂层中虽发生烧蚀,但仍有部分石墨烯保持原有形态;石墨烯/Hastelloy X复合涂层的微观组织为共晶团结构。与Hastelloy X合金涂层相比,石墨烯/Hastelloy X复合涂层的耐磨性和硬度明显提高,硬度约为Hastelloy X合金涂层的2.6倍,摩擦系数和磨损率分别为Hastelloy X合金涂层的73.49%和1.7%,但耐腐蚀性有所下降。
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