[发明专利]适用于海洋震荡工况下增材修复材料及熔池稳定-形性调控方法

说明书

适用于海洋震荡工况下增材修复材料及熔池稳定‑形性调控方法，本发明属于增材修复技术领域，它为了解决增材修复技术在海洋震荡工况下，因加工过程中受到振荡影响，加工过程熔池稳定性差，耐蚀性能、摩擦磨损性能较低的问题。本发明适用于海洋震荡工况下增材修复材料按照质量百分含量由94‑98.95wt.％的不锈钢基体粉末、1‑5wt.％的抗震荡添加相和0.05‑1wt.％的耐蚀改性强化相组成；所述的抗震荡添加相为碳化物或氮化物；所述的耐蚀改性强化相为轻稀土氧化物。本发明通过在不锈钢粉末基体中加入改性相，提升加工过程熔池稳定性，改善了海洋震荡工况所带来的缺陷问题，使得材料的耐蚀性能、摩擦磨损性能大幅度提升。

技术领域

本发明属于增材修复技术领域，具体涉及一种适用于海洋震荡工况下增材修复材料及应用其熔池稳定-形性调控方法。

背景技术

不锈钢因其良好的耐蚀性、良好的焊接性和结构可靠性被广泛应用于船舶工业中，如：法兰、轴类、涡轮机叶片及方向舵上，随着船舶远洋航行任务的增加，海洋服役工况苛刻，船用零部件损伤情况将显著增加，因此及时有效的在线维修技术是船舶安全和战斗力的重要保障。增材修复技术通过逐层累积的方式对受损的零部件进行准确、快速的修复，是零部件修复的重要手段之一。但是，对处于远洋航行条件下的船用零件进行修复时，船舶会受到海浪、海风等因素的影响使船体发生震荡。对于增材修复过程而言，船体震荡产生的振动将会传导至修复区域，受熔体流动性影响，修复位置处的能量分布不均匀，熔池内部扰动加剧，使得熔体凝固过程不稳定，不稳定的修复状态会产生元素烧损、粉末未熔合、气孔及裂纹等缺陷的出现，最终致使修复层组织均匀性变差，修复部位的服役性能下降。因此，需要一种适用于海洋振荡条件下熔池稳定与形性调控方法，实现稳定熔池与形性调控的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决增材修复技术在海洋震荡工况下，因加工过程中受到振荡影响，加工过程熔池稳定性差、受能量分布不均影响修复组织存在粉末未熔合、气孔及裂纹等缺陷，耐蚀性能、摩擦磨损性能较低的问题，为此提供一种适用于海洋震荡工况下增材修复材料及熔池稳定-形性调控方法。

本发明适用于海洋震荡工况下增材修复材料按照质量百分含量由94-98.95wt.％的不锈钢基体粉末、1-5wt.％的抗震荡添加相和0.05-1wt.％的耐蚀改性强化相组成；

所述的抗震荡添加相为碳化物(Ti、W、Nb)_xC_y或氮化物(Ti、Si)_xN_y；所述的耐蚀改性强化相为(轻)稀土氧化物。

本发明抗震荡添加相和耐蚀改性强化相组成改性相。

本发明适用于海洋震荡工况下增材修复材料包括抗震荡添加相和耐蚀改性强化相，其中抗震荡添加相利用材料间的热物性差异，提升熔池粘度，降低震荡导致的熔池的不稳定程度；同时由于抗震荡添加相具有超高熔点，在凝固过程中可充当形核质点细化组织；借助固溶强化效应和第二相强化效应，提升增材修复层的硬度和耐磨性。耐蚀改性强化相能够降低扩散氢含量及钢中不利杂质的影响，同时弥散分布细化晶粒，提升材料的耐蚀性能。改性相(抗震荡添加相和耐蚀改性强化相)的总质量占比可根据实际所需性能在1.05-6wt.％的范围内进行改变。

本发明适用于海洋震荡工况下增材修复的熔池稳定-形性调控方法按照下列步骤实现：

一、按照质量百分含量称取94-98.95wt.％的不锈钢基体粉末、1-5wt.％的抗震荡添加相和0.05-1wt.％的耐蚀改性强化相，然后将不锈钢基体粉末、抗震荡添加相和耐蚀改性强化相分别按质量等分为相同的份数；

二、将一份抗震荡添加相粉末和一份耐蚀改性强化相粉末投入球磨机中进行混合球磨处理，得到抗震荡添加相-耐蚀改性强化相混合粉末，重复混合球磨处理过程，直至将全部份数的抗震荡添加相和耐蚀改性强化相混合球磨处理完毕；