汽轮机末级叶片用SP-700钛合金激光熔覆Zr涂层工艺参数优化

《汽轮机末级叶片用SP-700钛合金激光熔覆Zr涂层工艺参数优化》是一篇关于材料表面改性技术的学术论文，主要研究了在汽轮机末级叶片上采用激光熔覆技术制备Zr涂层的工艺参数优化问题。该论文针对SP-700钛合金材料在高温、高压和腐蚀环境下易发生磨损和氧化的问题，提出通过激光熔覆Zr涂层来提高其表面性能，从而延长使用寿命。

论文首先介绍了汽轮机末级叶片的工作环境及其对材料性能的特殊要求。由于末级叶片处于湿蒸汽环境中，容易受到水蚀和腐蚀的影响，因此需要具备良好的耐磨性和抗氧化能力。SP-700钛合金虽然具有较高的强度和耐腐蚀性，但在某些工况下仍存在局限性。为此，研究者提出利用激光熔覆技术在其表面制备Zr涂层，以进一步提升材料的综合性能。

在实验部分，论文详细描述了激光熔覆Zr涂层的工艺流程，包括预处理、粉末选择、激光参数设置以及熔覆后的检测与分析。研究中选用的Zr粉末具有良好的热稳定性，能够有效防止高温下的氧化反应。同时，为了获得均匀且致密的涂层，作者对激光功率、扫描速度、离焦量等关键参数进行了系统优化。

论文中采用了正交试验设计方法，对多个工艺参数进行组合实验，分析不同参数对涂层质量的影响。结果表明，激光功率过高会导致涂层熔化过度，形成气孔或裂纹；而功率过低则无法充分熔化粉末，导致涂层结合力不足。扫描速度的调整也直接影响到熔池的形成和涂层的微观结构。此外，离焦量的控制对于确保熔覆层的均匀性和致密性同样至关重要。

通过对实验数据的分析，论文得出最佳工艺参数组合：激光功率为2.5kW，扫描速度为10mm/s，离焦量为+2mm。在此条件下，Zr涂层表现出良好的附着力、致密度和表面平整度，且显微硬度显著提高，达到了预期的性能指标。

在结果讨论部分，论文进一步探讨了Zr涂层在实际应用中的优势。Zr具有优异的抗高温氧化性能，能够在较高温度下保持稳定，从而有效保护基体材料。此外，Zr涂层还具有良好的耐磨性，能够减少因湿蒸汽冲刷造成的材料损失。这些特性使得Zr涂层成为提升汽轮机末级叶片服役寿命的理想选择。

论文最后总结了研究的主要成果，并指出了未来可能的研究方向。研究结果表明，通过优化激光熔覆工艺参数，可以在SP-700钛合金表面成功制备出性能优良的Zr涂层，为汽轮机叶片的表面防护提供了新的解决方案。同时，作者建议后续可以进一步研究Zr涂层与其他材料的复合应用，以探索更广泛的应用场景。

综上所述，《汽轮机末级叶片用SP-700钛合金激光熔覆Zr涂层工艺参数优化》是一篇具有实际应用价值的学术论文，不仅为材料表面改性技术提供了理论支持，也为汽轮机叶片的制造和维护提供了重要的参考依据。