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GH4169薄壁零件表面损伤的激光沉积修复试验研究
随着现代工业技术的快速发展和应用的广泛，各种金属零部件的重要性愈发显著。其中，镍合金在高温、高压、强腐蚀、高机械负荷等苛刻工况下应用广泛，虽然其具有优异的性能，但在使用过程中，由于环境、热膨胀等因素的影响，仍然会出现表面损伤的问题，如磨损、腐蚀等导致零件失效，给工业生产带来巨大经济损失。因此，如何对镍合金零件进行有效的修复，成为一个值得探究的问题。
激光沉积技术以其高效、高精度、非接触性的优点，逐渐应用于金属零件的修复中。利用激光束将粉末材料加热到熔点，熔化成液态，再通过沉积到被修复面上，达到修复目的。根据不同的激光沉积颗粒材料种类和加工参数，可制造出不同性质（比如抗磨损、抗腐蚀、高温性能等）的薄壁零件。因此，本文选用激光沉积技术进行表面损伤的修复研究，选用GH4169镍基合金作为材料的实验对象，分析其沉积后的表面性能。
1实验设计与分析
1.1实验设计
选取GH4169镍基合金材料制备试样，然后在其表面产生模拟磨损和腐蚀损伤。将损伤试样进行激光沉积修复，并根据不同的沉积参数和处理方法，筛选出最佳修复工艺。最后，通过金相显微镜、扫描电镜、硬度测试等方法对修复后的试样进行表面形貌、晶粒组织、硬度等性能测试。
1.2实验步骤
（1）试样制备。在GH4169板材上切出直径为60mm、厚度为2mm的试样，并进行表面抛光处理；
（2）模拟表面损伤。采用砂轮和溶液两种方法对试样表面进行模拟磨损和腐蚀损伤，分别处理20min，以使表面出现蚀坑和磨擦痕迹；
（3）激光沉积试验。采用智能熔化沉积机器对表面损伤试样进行修复。激光功率为2000W，沉积速度为4g/min，选择不同的沉积厚度（0.5mm、1.0mm、1.5mm），不同的沉积条件进行试验，如前置温度、氩气保护下沉积等；
（4）试样性能测试。采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计等设备，测试修复后试样的表面性能，如表面形貌、晶粒组织、硬度等。
1.3实验分析
通过实验测试结果，得出不同沉积厚度、不同条件下的激光沉积修复效果，并对其进行分析，得出最佳工艺情况。通过金相显微镜和扫描电镜观察试样表面形貌和晶粒组织结构，可分析沉积造成的影响。最后，通过试验和数据统计得出硬度值，根据修复后的硬度值与原材料硬度值对比分析激光沉积修复的效果。
2实验结果分析
2.1激光沉积工艺优化试验
（1）实验1
激光功率2000W，沉积速率4g/min，前置温度150℃，用氩气保护下沉积，沉积厚度为1.0mm。
结果发现，在所选的沉积参数下，修复试样表面呈现出比较光滑均匀的结构，且没有沉积层与基材之间的剥离现象。表面硬度达到了250HV，较原材料提高了10%左右。
（2）实验2
激光功率2000W，沉积速率为4g/min，前置温度150℃，用氩气保护下沉积，沉积厚度为1.5mm。
结果表明，激光沉积后的GH4169试样表面出现少量突起，表面较为均匀，硬度达到了255HV，较实验1增加了1.9%左右。且在试验中没有发现沉积层与基材之间的剥离现象。
（3）实验3
激光功率2000W，沉积速率4g/min，前置温度为200℃，用氩气保护下沉积，沉积厚度为1.5mm。
结果显示，实验3中试样表面出现不明显的凸起，表面质量比实验2要好，硬度也相对较高，达到了265HV，增加了约4%左右。
2.2试样表面形貌分析
从实验结果来看，对比原材料的表面形貌，激光沉积前后实验试样的表面形貌都有一些不同程度的变化。贴着原他材料表面覆盖的激光沉积修复层的晶粒尺寸较小，分布比较均匀。在试样表面形貌上，沉积层中能观察到一些熔体团，并且这些熔体团与沉积层中的固相区域连成整体。试样表面缺陷被有效地修复，表面变得光滑均匀，无剥离现象。
2.3试样硬度测试分析
从硬度数值上看，实验结果表明，在GH4169试样表面进行一定比例的磨损和腐蚀后，试验得到的首选修复厚度为1.5mm，并且气氛保护下先进行150°C预热，之后激光沉积，能够有效地修复表面缺陷，表面硬度比原材料提高了约4%，达到了265HV，且没有沉积层与基材之间的剥离现象。
3结束语
本文以GH4169镍基合金为试验对象，通过利用激光沉积技术进行表面修复实验，得出最佳修复工艺为：采用激光功率为2000W，沉积速率为4g/min的工况下，选择沉积厚度为1.5mm，氩气保护下进行沉积，加前置温度进行预热处理；沉积后的试样表面呈现出光滑均匀的结构，仿佛还回原本云淡风轻的状态，硬度值相对提高了约4%左右，且没有沉积层与基材之间的剥离现象。
总之，激光沉积技术作为一种新型的表面修复技术，为后续的工业生产提供了有效的技术支持，同时也提高了GH4169镍基合金材料的耐久性和工作效率。