レーザークラッディングにおける自己流動合金パウダーのアプリケーションシステムに関する研究

レーザークラッディングテクノロジーの基本原則と特性

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レーザークラッディングは、高エネルギーレーザービーム（電力密度10⁴-10} w/cm²）を使用して合金粉末と基質表面を同期させ、冶金的に結合した強化層.を形成します。<5% avoids damage to substrate properties; second, a heat-affected zone depth of 0.1-0.5 mm significantly reduces deformation risks; third, an ultra-fast cooling rate of 10⁴-10⁶ K/s yields a dense structure with grain size <10 μm. A steam turbine blade repair case shows that the service life of parts is extended by more than three times using this technology.

自己流動合金の冶金特性分析

 

自己燃焼合金は、1.5-4.5％bおよび2.0-5.0％bおよび2.0-5.0％siを介して低溶融点（900-1100}程度）を形成します。層、200 ppm .未満のクラッド層の酸素含有量を制御することにより、0.3-0.8％の希土類CEを追加すると腐食抵抗が40％増加し、表面のパッシベーションフィルムの安定性の向上の恩恵を受けることができることがわかりました.}

鉄ベースの合金システムの性能と適用

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Fe-Cr-B-Si-C system alloys are widely used in mining machinery due to their cost advantage (40% lower than nickel-based). The typical grade Fe55 has a hardness of HRC55-58 but has high cracking sensitivity, requiring a 200-300℃ preheating process. The improved FeCrNiB alloy reduces the crack rate by 60% by adding 3%Ni, successfully applied in roll repair. It should be noted that sulfur-containing substrates can cause the formation of FeS brittle phases at the interface. An accident in a coal mine hydraulic support where the coating peeled off due to excessive sulfur content (>0 . 03％）この制限を証明します。

ニッケルベースとコバルトベースの合金の比較研究

 

ニッケルベースの合金は、優れた包括的な特性を示します。接触角<10° wettability makes them perform well in complex curved surface cladding; the precipitation strengthening of γ' phase (Ni₃Al) enables them to maintain 85% room temperature strength at 700℃, becoming the first choice for aero-engine blade repair. In contrast, cobalt-based alloys are more outstanding in extreme conditions, with a thermal cycle life of over 500 times at 1000℃ and self-lubricating properties with a friction coefficient of 0.15-0.25, particularly suitable for oil-free environments, but the cost is 2-3 times that of nickel-based.

材料選択のための技術的な意思決定フレームワーク

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4次元評価システムを確立します。 semperature adagtability（鉄ベース<600℃, nickel-based 600-900℃, cobalt-based >900度）;メディウム耐性（酸性環境のMO含有量を増やす）; COSTコントロール（通常の耐摩耗性部品はFECRBシリーズを選択してコストを30％削減できます）.ペトロ化学的企業がこのシステムを採用した後、ポンプバルブのメンテナンスコストは45％.}削減されました

 

レーザークラッディングシステムのコアコンポーネント

 

レーザークラッディングヘッド

ファイバーレーザーマシン

パウダーフィーダー

レーザーウォーターチラー

結論

セルフフルックスアロイパウダーの開発は、包括的な特性を改善するための希土類マイクロアロイング、熱ストレスを緩和するための勾配組成設計、および構成の最適化を支援する計算材料科学の3つの主要な傾向を示しています. 50以上のパフォーマンスモデルのパフォーマンスモデルのパフォーマンスモデルのパラメーターを超えるパラメーターのパラメーターを使用して、50を超えるパラメーターのパラメーターを使用するための動的なデータベースを設立することをお勧めします。将来のエネルギー堆積（DED）テクノロジーとの組み合わせは、統合された修復と大規模なコンポーネントの強化を実現することが期待されています.