一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法技术

2026-09-29 06:00:50

　　

　　本发明专利技术公开了一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，包括以下步骤：激光增材修复粉末匹配设计及制备，激光修复，预热及激光扫描重熔，加热态的冲击强化辅助外场处理，后热处理，其中激光增材修复粉末匹配设计及制备过程采用氩气雾化方法制备成金属粉末，优化的合金粉末包含：Cr、Mn、Si、Ni、C、Cu、P、S、La、Fe，粉末粒度为75μm～150μm，粉末球形度≥90％。本发明专利技术通过粉体材料设计、优化工艺参数与成形路径、预热与重熔、辅助外场和后处理等有效方法，优化迭代修复区修复工艺，形成修复基体/修复区PG电子组织性能匹配调控方法，更好解决激光增材修复“形”、“性”控制的工艺稳定性难题。

　　本专利技术涉及激光增材制造修复，尤其涉及一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法。

　　1、在飞机航空装备延寿、修理深度加大和结构老龄化日益严重的背景下，主要30crmnsini2a超高强度钢承力构件如起落架、活塞杆等常因磨损、开裂等发生失效，且常规焊接方法难以修复，主要表现在修复性能差、变形应力大，造成部附件停用和报废，由于这类构件来源于进口，价格昂贵、采购困难，影响和制约着修理周期。相比于更换新构件，对尺寸超差构件采用优势明显的激光增材修复延寿则能有效避免浪费，大幅缩减维修时间和成本。激光增材修复是一个极快速的熔化、凝固过程，且熔池尺寸较小，温度、应力变化过程较快，修复多层堆积过程形状结构、环境温度的差异会使冷却过程不同，热过程差异造成应力演化、分布更加复杂。

　　2、激光增材修复过程中由于温度梯度且凝固行为复杂，较大的热应力是引起成形结构变形、开裂的主要原因，其次复杂的材料成分、凝固过程、材料组织形态、力学性能等均对应力开裂行为有较大影响。在一定的冷却速率下组织转变会发生固态相变，固相晶体结构发生转变会引起体积变化、屈服强度变化和

　　1.一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：包括以下步骤：

　　2.根据权利要求1所述的一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：所述步骤S1中，各合金粉末按质量百分比为：Cr 0.92％，Mn 0.90％，Si 0.90％，Ni2.5％，C0.18％，Cu 0.15％，P 0.016％，S 0.013％，La 0.010％，余量为铁，粉末粒度为75μm～150μm，粉末球形度≥90％。

　　3.根据权利要求1所述的一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：各合金粉末混合后具有良好的流动性为≤20/S50g、高球形度

　　1.一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：包括以下步骤：

　　2.根据权利要求1所述的一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：所述步骤s1中，各合金粉末按质量百分比为：cr 0.92％，mn 0.90％，si 0.90％，ni2.5％，c0.18％，cu 0.15％，p 0.016％，s 0.013％，la 0.010％，余量为铁，粉末粒度为75μm～150μm，粉末球形度≥90％。

　　3.根据权利要求1所述的一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：各合金粉末混合后具有良好的流动性为≤20/s50g、高球形度≥0.95。

　　4.根据权利要求1所述的一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：所述步骤s2中，路径优化为激光增材采用层间纤维80°±10°交错扫描方式。

　　5.根据权利要求4所述的一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：所述步骤s2中，激光增材修复的工艺参数为：激光功率800w～1200w，光斑直径1.5～2.0mm，扫描速率500～660mm/min，送粉速率1.0～2.5rpm，送粉气5～10l/min，保护气体10～15l/min；激光增材修复采用多层熔覆，单层厚度为0.3～0.5mm。

　　6.根据权利要求5所述的一种超高强度钢构件激光增材修复成形应力调控方法，其特征在于：所述步骤s...