• CN:11-2187/TH
  • ISSN:0577-6686

机械工程学报 ›› 2017, Vol. 53 ›› Issue (20): 38-44.doi: 10.3901/JME.2017.20.038

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脉冲电流-激光复合愈合钛合金深层裂纹微观组织研究

邓德伟1,2,3, 于涛1, 张林2, 杨树华2, 张洪潮1   

  1. 1. 大连理工大学机械工程与材料能源学部 大连 116024;
    2. 沈阳鼓风机集团股份有限公司研究院 沈阳 110869;
    3. 大连理工大学辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室 大连 116024
  • 收稿日期:2016-09-05 修回日期:2017-01-06 出版日期:2017-10-20 发布日期:2017-10-20
  • 作者简介:邓德伟,男,1974 年出生,博士,副教授.主要研究方向为机械装备再制造、材料表面工程及金属3D 打印等.E-mail:cailiaoqingqibing@163.com于涛,男,1989 年出生,硕士研究生.主要研究方向为再制造毛坯裂纹逆止机理.E-mail:qiushui_yt@163.com张林,男,1986 年出生,博士,工程师.主要研究方向为材料表面强化.E-mail:zhangl1817@163.com张洪潮,男,1953 年出生,国家“千人计划”特聘教授,博士研究生导师.主要研究方向为可持续设计与制造.E-mail:hongchao188@gmail.com
  • 基金资助:
    国家重点基础研究发展计划(973计划,2011CB013402)、辽宁省自然科学基金(2014028002)、辽宁省科技创新重大专项(201303002)、辽宁重大装备制造协同创新中心、沈鼓-大工重大科研发展基金和中央高校基本科研业务费专项资金资助项目。

Effect of Healing on Microstructure by the Combined Treatment of Pulse Current and Laser Applied to Deep Crack in Titanium Alloy

DENG Dewei1,2,3, YU Tao1, ZHANG Lin2, YANG Shuhua2, ZHANG Hongchao1   

  1. 1. Faculty of Mechanical Engineering, Materials and Energy, Dalian University of Technology, Dalian 116024;
    2. R&D Division of Shenyang Blower Works Group Corporation, Shenyang 110869;
    3. Key Laboratory of Solidification Control and Digital Preparation Technology (Liaoning Province), Dalian University of Technology, Dalian 116024
  • Received:2016-09-05 Revised:2017-01-06 Online:2017-10-20 Published:2017-10-20

摘要: 分别借鉴脉冲电流对深层裂纹愈合效果良好及激光对浅层裂纹愈合效果明显的优势,用脉冲电流及激光对钛合金中的深层裂纹进行复合处理。脉冲电流处理过程中,绕流效应使得裂尖处产生了较高的温升并形成了局部压应力。脉冲电流处理结束后,深层裂纹中出现了部分愈合区域,电子探针检测显示愈合区内元素分布均匀,电子背散射衍射检测显示愈合区内主要为细小的针状马氏体。经过脉冲电流与激光复合处理后,钛合金中深层裂纹愈合效果明显。激光重熔使得上部裂纹愈合良好并形成了重熔区-热影响区-基体的结构。在距离重熔区较近位置处,由脉冲电流形成的愈合区呈现出明显的柱状晶结构。

关键词: 激光, 裂纹愈合, 脉冲电流, 钛合金

Abstract: As the pulse current is effective on deep crack healing and laser had more advantage in shallow crack healing, so the combined treatment of pulse current and laser is applied to deep crack in titanium alloy. During the treatment of pulse current, high temperature and local compressive stress are generated on crack tip under the detour effect. Some healing areas appear after pulse current treatment, the electron microprobe tests results show the distribution of element in healing areas is uniform and the electron microprobe analysis shows the microstructure is mainly fine acicular martensite. The healing effect of deep crack is obvious after the combined treatment. Laser remelting makes the upper crack healing and results in the formation of remelting zone-heat affect zone-matrix structure. At the position near remelting zone, the healing areas formed by the pulse current show a significant columnar crystal structure.

Key words: crack healing, laser, pulse current, titanium alloy

中图分类号: