[发明专利]16Co14Ni10Cr2MoA钢激光修复专用粉体及其制备方法

说明书

本发明涉及专用合金粉体修复领域，具体是16Co14Ni10Cr2MoA钢激光修复专用粉体及其制备方法，其具体组成成分如下：C0.15％‑0.16％、Mn≤0.04％、Si≤0.04％、S≤0.002％,P≤0.002％,S+P≤0.003％、Cr1.8％‑1.9％、Ni10％‑10.4％、Co14％‑14.2％、Mo0.9％‑1.0％、O≤0.001％,N≤0.0010％、稀土0.008％‑0.02％，余量为铁元素，其具体步骤如下：S1、配料；S2、熔炼；S3、气雾化；S4、收集与筛粉；采用16Co14Ni10Cr2MoA材料加工试样件，在0Cr14Ni5Mo2Cu基体上激光修复优选设计的合金粉体，可以获得满足要求的抗拉强度效果，保证了飞机安全，延长了飞机使用寿命，具有很高的经济效益。

技术领域

本发明涉及专用合金粉体修复领域，具体是16Co14Ni10Cr2MoA钢激光修复专用粉体及其制备方法。

背景技术

超高强度高合金钢16Co14Ni10Cr2MoA是一种可用于高损伤容限设计的超高强高韧合金钢，其强化机制是基于马氏体基体高温回火析出合金碳化物强化，其抗拉强度一般≥1680MPa。由于16Co14Ni10Cr2MoA具有良好的综合力学性能，使其在飞机起落架、转接头、承力框梁等重要承力构件上具有广泛应用。然而飞机在长期服役过程中受到高频载荷极易使零部件产生疲劳失效，其危害性相当大；此外，16Co14Ni10Cr2MoA对应力较为敏感，关键部位出现应力腐蚀是非常危险的，采用传统的修复工艺积极易出现裂纹，同时还会产生超差变形。近年来，激光修复由于能量密度高，热输入量小，结晶速度快，修复层晶粒细小，修复层机械性能较好而广泛应用于航空零部件损伤修复。

16Co14Ni10Cr2MoA激光修复专用合金粉体主要指形成修复层所有的材料，要想获得高性能修复层，其修复用粉体材料的选择至关重要。根据激光修复试验可知，激光修复专用合金粉体基本要求如下：

1、具有良好的流动性、高球形度以及低氧含量；

2、粉体材料的热膨胀系数、导热性、熔点应尽可能与被修复部件材料相近，以降低合金层的残余应力；

3、具有良好的润湿性，润湿性与表面张力有关，表面张力越小，润湿角越小，液体流动性越好；

4、激光修复粉末用于修复损伤基体时，与基体具有良好的冶金相容性，且修复后接头的力学性能抗拉强度、冲击韧性一般需要达到基体母材的90％以上。

目前常用于修复16Co14Ni10Cr2MoA钢的激光修复粉体多为同材匹配，然而16Co14Ni10Cr2MoA作为一种超高强度合金钢，其在激光热循环作用下极易产生裂纹，且修复后韧性难以满足使用要求。目前国内外相关研究还未见报道，现有的同材粉末因其巨大的热裂倾向，导致修复界面存在着微裂纹等缺陷而很难保证其修复后具有优异的强韧性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出16Co14Ni10Cr2MoA钢激光修复专用粉体及其制备方法。

16Co14Ni10Cr2MoA钢激光修复专用粉体，其具体组成成分如下：

C0.15％-0.16％、Mn≤0.04％、Si≤0.04％、S≤0.002％、P≤0.002％、S+P≤0.003％、Cr1.8％-1.9％、Ni10％-10.4％,Co14％-14.2％,Mo0.9％-1.0％,O≤0.001％,N≤0.0010％、稀土0.008％-0.02％，余量为铁元素。

所述的稀土元素为Y、Ce、La中至少一种，最终优选为Y。

专用粉体的流动性≤18S/50g、高球形度≥0.90。

粉末材料的热膨胀系数在(8-10)10^－6·K^－1、导热性在90-110W·m^—1·K^－1、熔点在1600-1800℃。