基体取向对激光熔覆修复区域杂晶形成的影响

荣鹏; 郭嘉琛

doi:doi:10.3788/CJL202148.0602110

中国激光, 2021, 48 (6): 0602110, 网络出版: 2021-03-06

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Effect of Substrate Orientation on Formation of Heterocrystals in Laser Cladding Zone

荣鹏 ^1,*郭嘉琛 ^2,*

作者单位

¹ 成都飞机工业(集团)有限责任公司, 四川成都 610000

² 西北工业大学理学院, 陕西西安 710072

图 & 表

图 1. 基体取向示意图

Fig. 1. Schematic illustration of the substrate orientation

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图 2. 不同基体取向下的熔凝结果。(a)取向为(001)/[100];(b)取向为(101)/[10 $\overset{ˉ}{1}$ ]

Fig. 2. Fusion results under different substrate orientations. (a) Substrate orientation is(001)/[100]; (b) substrate orientation is(101)/[10 $\overset{ˉ}{1}$ ]

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图 3. 基体取向为(001)/[100]时的激光熔覆结果

Fig. 3. Laser fusion result when the substrate orientation is (001)/[100]

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图 4. 二次旋转得到的基体取向示意图

Fig. 4. Schematic diagram of the substrate orientation obtained by the second rotation

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图 5. 多道激光熔覆修复实验的原理

Fig. 5. Principle of multi-channel laser cladding repair experiment

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图 6. 扫描速度5 mm/s时得到的激光熔凝熔池结果。(a) ξ=0°;(b) ξ=15°;(c) ξ=30°;(d) ξ=45°

Fig. 6. Laser melting pool results obtained at a scanning speed of 5 mm/s. (a)ξ=0°; (b) ξ=15°; (c) ξ=30°; (d) ξ=45°

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图 7. CET的示意图

Fig. 7. Schematic diagram of the CET

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图 8. 不同基体取向下的熔池分布。(a) ξ=0°;(b) ξ=15°;(c) ξ=30°;(d) ξ=45°

Fig. 8. Melt pool distribution under different substrate orientations. (a) ξ=0°; (b) ξ=15°; (c) ξ=30°; (d) ξ=45°

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图 9. ξ=45°时熔凝样品的截面图

Fig. 9. Cross-sectional view of the fused sample at ξ=45°

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图 10. 基体取向ξ=45°时的激光熔覆实验。(a)实验结果;(b) EBSD测试图

Fig. 10. Laser cladding experiment when the substrate orientation ξ=45°. (a) Experimental results; (b) EBSD test chart

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表 1DD6和GH738中元素的质量分数

Table1. Mass fraction of the elements in DD6 and GH738 unit: %

Element	Cr	Co	Mo	W	Ta	Re	Nb	Ti	Al	Hf	Fe	Zr	S	Ni
DD6	4.3	9.0	2.0	8.0	7.5	2.0	0.5	--	5.6	0.1	--	--	--	Bal
GH738	20.0	15.0	4.0	--	--	--	--	3.25	1.6	--	2.0	0.08	0.1	Bal

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荣鹏, 郭嘉琛. 基体取向对激光熔覆修复区域杂晶形成的影响[J]. 中国激光, 2021, 48(6): 0602110. Peng Rong, Jiachen Guo. Effect of Substrate Orientation on Formation of Heterocrystals in Laser Cladding Zone[J]. Chinese Journal of Lasers, 2021, 48(6): 0602110.

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图 1. 基体取向示意图

Fig. 1. Schematic illustration of the substrate orientation

图 2. 不同基体取向下的熔凝结果。(a)取向为(001)/[100];(b)取向为(101)/[10 $\overset{ˉ}{1}$ ]

Fig. 2. Fusion results under different substrate orientations. (a) Substrate orientation is(001)/[100]; (b) substrate orientation is(101)/[10 $\overset{ˉ}{1}$ ]

图 3. 基体取向为(001)/[100]时的激光熔覆结果

Fig. 3. Laser fusion result when the substrate orientation is (001)/[100]

图 4. 二次旋转得到的基体取向示意图

Fig. 4. Schematic diagram of the substrate orientation obtained by the second rotation

图 5. 多道激光熔覆修复实验的原理

Fig. 5. Principle of multi-channel laser cladding repair experiment

图 6. 扫描速度5 mm/s时得到的激光熔凝熔池结果。(a) ξ=0°;(b) ξ=15°;(c) ξ=30°;(d) ξ=45°

Fig. 6. Laser melting pool results obtained at a scanning speed of 5 mm/s. (a)ξ=0°; (b) ξ=15°; (c) ξ=30°; (d) ξ=45°

图 7. CET的示意图

Fig. 7. Schematic diagram of the CET

图 8. 不同基体取向下的熔池分布。(a) ξ=0°;(b) ξ=15°;(c) ξ=30°;(d) ξ=45°

Fig. 8. Melt pool distribution under different substrate orientations. (a) ξ=0°; (b) ξ=15°; (c) ξ=30°; (d) ξ=45°

图 9. ξ=45°时熔凝样品的截面图

Fig. 9. Cross-sectional view of the fused sample at ξ=45°

图 10. 基体取向ξ=45°时的激光熔覆实验。(a)实验结果;(b) EBSD测试图

Fig. 10. Laser cladding experiment when the substrate orientation ξ=45°. (a) Experimental results; (b) EBSD test chart

表 1DD6和GH738中元素的质量分数

Table1. Mass fraction of the elements in DD6 and GH738 unit: %

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图 1. 基体取向示意图

Fig. 1. Schematic illustration of the substrate orientation

图 2. 不同基体取向下的熔凝结果。(a)取向为(001)/[100];(b)取向为(101)/[101ˉ]

Fig. 2. Fusion results under different substrate orientations. (a) Substrate orientation is(001)/[100]; (b) substrate orientation is(101)/[101ˉ]

图 3. 基体取向为(001)/[100]时的激光熔覆结果

Fig. 3. Laser fusion result when the substrate orientation is (001)/[100]

图 4. 二次旋转得到的基体取向示意图

Fig. 4. Schematic diagram of the substrate orientation obtained by the second rotation

图 5. 多道激光熔覆修复实验的原理

Fig. 5. Principle of multi-channel laser cladding repair experiment

图 6. 扫描速度5 mm/s时得到的激光熔凝熔池结果。(a) ξ=0°;(b) ξ=15°;(c) ξ=30°;(d) ξ=45°

Fig. 6. Laser melting pool results obtained at a scanning speed of 5 mm/s. (a)ξ=0°; (b) ξ=15°; (c) ξ=30°; (d) ξ=45°

图 7. CET的示意图

Fig. 7. Schematic diagram of the CET

图 8. 不同基体取向下的熔池分布。(a) ξ=0°;(b) ξ=15°;(c) ξ=30°;(d) ξ=45°

Fig. 8. Melt pool distribution under different substrate orientations. (a) ξ=0°; (b) ξ=15°; (c) ξ=30°; (d) ξ=45°

图 9. ξ=45°时熔凝样品的截面图

Fig. 9. Cross-sectional view of the fused sample at ξ=45°

图 10. 基体取向ξ=45°时的激光熔覆实验。(a)实验结果;(b) EBSD测试图

Fig. 10. Laser cladding experiment when the substrate orientation ξ=45°. (a) Experimental results; (b) EBSD test chart

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Fig. 2. Fusion results under different substrate orientations. (a) Substrate orientation is(001)/[100]; (b) substrate orientation is(101)/[10 $\overset{ˉ}{1}$ ]