杨广峰,翟 巍,张 杭,路梦柯,崔 静

(中国民航大学机场学院,天津 300300)

1 引 言

具有低密度、高比强度、优良耐热性和耐腐蚀性等突出优点的钛合金,被广泛应用于小推力发动机叶片或者大推力发动机最后两级低压涡轮叶片等航空材料领域[1]；作为钛合金表面改性最有效手段之一的激光熔覆技术以其功率密度大、基材自冷速度高、局部变形小且操作精度高等优点近年来被广泛应用并成为研究热点[2-3]。目前,7YSZ因其低热导率、低弹性模量、高热稳定性,且其热胀系数与钛合金相近等特点,被广泛用作航发叶片等高温热端部件的熔覆材料[4],但随着压气机向高流量比、高推重比等方向发展,其已无法适应更高服役温度下的寿命要求[5]。

稀土元素作为表面活性元素,具有“工业味精”之称,其在材料表面改性加工中具有净化熔池、去除氧杂质、细化晶粒等作用,将稀土用于钛合金表面激光熔覆中,既能改善熔池流动性,优化熔覆层组织结构,又能提高晶界扩散激活能和晶界裂纹表面能,从而减缓晶界运动和提高蠕变抗力[6-7]。近来,大量研究表明在熔覆材料体系中引入适量稀土氧化物可以显著细化涂层组织,抑制涂层开裂,降低材料热导率,提升熔覆层的整体性能:翁飞[8]在钛合金表面Ni60A熔覆材料体系中添加少量稀土氧化物La2O3后,熔覆层内晶粒明显细化,裂纹减少,硬度、耐摩擦磨损性能均有提升；J.R.Nicholls[9]在YSZ体系中引入了Gd2O3,Yb2O3,Nd2O3等稀土氧化物,发现材料热导率较YSZ体系降低约50 %；……