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• 2009年, 0卷, 第4期
  刊出日期：2009-04-20

    

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  电子束熔炼Nb-Si系多元合金的组织和性能

  康永旺, 曲士昱, 宋尽霞, 袁华, 韩雅芳

  2009, 0(4): 1-5.

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  康永旺, 曲士昱, 宋尽霞, 袁华, 韩雅芳. 电子束熔炼Nb-Si系多元合金的组织和性能[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 1-5.
  KANG Yong-wang, QU Shi-yu, SONG Jin-xia, YUAN Hua, HAN Ya-fang. Microstructure and Properties of Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf Alloy Prepared by Electron Beam Melting[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 1-5.

  采用电子束熔炼对Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf多元合金进行重熔,研究合金锭成分与组织的均匀性以及合金的硬度、室温断裂韧性、高温抗压性能。结果表明:电子束熔炼易导致合金元素的挥发损失,使得合金锭的成分不均匀;高的冷却速度有助于细小、均匀的等轴组织形成,其中硅化物相的显微硬度HV约为1100,是Nb固溶体相的3倍左右;电子束熔炼Nb-Si系多元合金的室温断裂韧性(K_Q)约为10.3MPa·m^1/2;在1250℃的抗压强度约为426.3MPa,且具有一定的高温塑性。
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  超低碳微合金钢中硼的偏聚

  赵守田, 吴平, 陈森, 赵鑫, 苑少强, 王学敏, 杨善武, 贺信莱

  2009, 0(4): 6-9.

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  赵守田, 吴平, 陈森, 赵鑫, 苑少强, 王学敏, 杨善武, 贺信莱. 超低碳微合金钢中硼的偏聚[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 6-9.
  ZHAO Shou-tian, WU Ping, CHEN Sen, ZHAO Xin, YUAN Shao-qiang, WANG Xue-min, YANG Shan-wu, HE Xin-lai. Segregation of Boron in Ultralow-carbon Micro-alloy Steels[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 6-9.

  用硼径迹显微照相技术研究了超低碳微合金钢从1150℃以5℃/s冷却到850℃过程中硼晶界偏聚的形成与发展过程,测量了不同温度时硼富集因子与贫化区宽度,分析了铜元素对硼晶界偏聚的影响。结果表明:在冷却初始阶段,晶界硼偏聚量迅速增加,在1000℃左右达到最大值后,随着温度的降低,硼晶界偏聚量开始逐渐减少,在910℃左右达到最小,温度继续降低,晶界上硼的偏聚量又开始增加。实验结果还表明添加铜元素能促进硼向晶界的偏聚。
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  DD3单晶合金蠕变性能的实验研究

  赵萍, 杨治国, 何清华

  2009, 0(4): 10-13.

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  赵萍, 杨治国, 何清华. DD3单晶合金蠕变性能的实验研究[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 10-13.
  ZHAO Ping, YANG Zhi-guo, HE Qing-hua. Experiment Investigation for Creep Performance of DD3 Single Crystal Superalloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 10-13.

  对三种不同试验条件下DD3合金的蠕变寿命、蠕变曲线、断口及不同蠕变阶段的显微组织和对应的筏化宽度进行了分析。结果表明:中温条件下应力对DD3合金蠕变寿命影响显著;较高温度时,温度或应力的增加均可促进微孔和韧窝的长大,此时的断裂模式为微孔聚集型断裂;蠕变过程是γ′相发生定向粗化、形成筏排和解筏的过程,筏化形成的快慢和解筏过程直接影响合金的蠕变寿命。
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  纳米羟基磷灰石粉体的生物活性的研究

  庞晓峰, 曾红娟

  2009, 0(4): 14-17,22.

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  庞晓峰, 曾红娟. 纳米羟基磷灰石粉体的生物活性的研究[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 14-17,22.
  PANG Xiao-feng, ZENG Hong-juan. Investigations of Biological Activity of Nanohydroxyapatite Ceramic Powder[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 14-17,22.

  采用溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石陶瓷材料。通过控制工艺参数:pH>9,Ca/P=1.67,烧结温度为1100℃及烧结时间2h,合成出纯度较高纳米粒径的羟基磷灰石粉体。通过羟基磷灰石对不同氨基酸的吸附强度,选取显著吸附的氨基酸进行紫外分光光度法、X射线衍射(XRD)物相分析和X射线衍射谱(XDS)分析,研究羟基磷灰石粉体的结构和吸附氨基酸的生物活性。结果表明:羟基磷灰石能吸附氨基酸,吸附位点是PO₄^3-基,而不是Ca²⁺。提出羟基磷灰石吸附具有不同电位的氨基酸的作用机理。
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  振动时效应用于铝合金时动应力的选择

  沈华龙, 吴运新, 熊卫民

  2009, 0(4): 18-22.

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  沈华龙, 吴运新, 熊卫民. 振动时效应用于铝合金时动应力的选择[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 18-22.
  SHEN Hua-long, WU Yun-xin, XIONG Wei-min. Choice of Dynamic Stress as Application of Vibratory Stress Relief in Aluminum Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 18-22.

  从振动时效机理分析出发,分析动应力的影响因素和分布情况,并提出要产生局部的塑性变形而且不产生疲劳损伤时动应力大小的选择原则。对高强度铝合金方板以悬吊方式进行振动时效实验来检验。提出振动时效技术在铝合金应用中关键参数动应力的选择原则。
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  交联剂对PMI泡沫塑料结构与性能的影响

  谢克磊, 曲春艳, 马瑛剑, 杨海冬

  2009, 0(4): 23-27,30.

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  谢克磊, 曲春艳, 马瑛剑, 杨海冬. 交联剂对PMI泡沫塑料结构与性能的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 23-27,30.
  XIE Ke-lei, QU Chun-yan, MA Ying-jian, YANG Hai-dong. Effect of Cross-linking Agent to Structure and Properties of PMI Foams[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 23-27,30.

  分别选用MgO和甲基丙烯酸烯丙酯作为交联剂,探讨了两者对PMI泡沫塑料性能的影响。结果发现:PMI泡沫塑料的密度随着交联剂用量的增加而逐渐升高,泡孔平均孔径随着交联剂用量的增加而逐渐减小。PMI泡沫塑料的压缩强度、剪切强度、拉伸强度和弹性模量均随着交联剂用量的增加而逐渐升高,断裂伸长率随着交联剂用量的增加先升高后降低。交联剂的加入改善了PMI泡沫塑料的耐热性能。使用MgO作交联剂时有利于PMI泡沫塑料弹性模量的提高,使用甲基丙烯酸烯丙酯作交联剂时对密度的影响更加显著,并且有利于PMI泡沫塑料断裂伸长率的提高。
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  关于“铸造高温合金显微疏松评定方法”和“铸造高温合金晶粒度评定方法”两项航标的说明

  李爱兰, 余乾, 王晔

  2009, 0(4): 28-30.

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  李爱兰, 余乾, 王晔. 关于“铸造高温合金显微疏松评定方法”和“铸造高温合金晶粒度评定方法”两项航标的说明[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 28-30.
  LI Ai-lan, YU Qian, WANG Ye. Explanation for Aeronautical Standards of "Test Methods for Estimating Grain Size of Superalloy Investment Castings" and "Test Methods for Estimating Microshrinkage of Superalloy Investment Castings"[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 28-30.

  对《铸造高温合金显微疏松评定》和《铸造高温合金晶粒度评定》两项航标的编制背景、取样、主要技术内容作以说明,供标准使用者参考。
测试与表征
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  测试与表征

  纳米级硅灰及碳管对水泥基材料减振性能的影响

  罗健林, 段忠东, 李惠

  2009, 0(4): 31-34.

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  罗健林, 段忠东, 李惠. 纳米级硅灰及碳管对水泥基材料减振性能的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 31-34.
  LUO Jian-lin, DUAN Zhong-dong, LI Hui. Effect of Nanoscale Silica Fume and Carbon Nanotube on Damping Capacity of Cement-based Composite[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 31-34.

  将纳米级超细硅灰(USF)或/与多壁纳米碳管(MWCNT)引入水泥基体制备了3组纳米复合材料,并制备了参比试件(Plain/C)。先后采用自由衰减、半功率带宽法及三点弯曲法测试相应试件的阻尼系数(ζ)及抗折强度(σ),以评价USF或/与MWCNT对水泥基减振及力学性能的影响。结果表明:与Plain/C相比,USF的微填充及火山灰效应可显著提高基体的σ,但不利于ζ的提升;中空管状MWCNT的位错、黏滞效应可使复合材料具有良好的减振性能,但分散较差时,MWCNT易形成孔洞缺陷,不利于σ的提升;USF及MWCNT的结合很好地发挥各自优点,SEM显示相互能与基体形成良好的交联增强体系,相应ζ,σ的提高幅度分别达30.21%,24.13%。
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  测试与表征

  摩擦磨损条件下金属磁记忆检测实验研究

  石常亮, 董世运, 徐滨士, 何鹏

  2009, 0(4): 35-38,44.

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  石常亮, 董世运, 徐滨士, 何鹏. 摩擦磨损条件下金属磁记忆检测实验研究[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 35-38,44.
  SHI Chang-liang, DONG Shi-yun, XU Bin-shi, HE Peng. Research on Metal Magnetic Memory Test in Process of Frictional Wear[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 35-38,44.

  采用金属磁记忆方法对摩擦磨损实验前后的45钢试样进行检测,研究了磨损前后试样表面磁信号的变化规律。结果表明:摩擦磨损实验前后,试样表面磁信号发生显著变化;磁信号在试样表面磨损区域产生磁异变峰,磁异变峰宽度能定量表征试样表面磨损区域大小,通过对磁异变峰形态的分析,能定性判断试样表面磨损程度。最后,采用经典带磁偶极子模型理论对实验现象加以解释。
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  测试与表征

  亚铁氰化钾对以次磷酸钠为还原剂化学镀铜的影响

  甘雪萍

  2009, 0(4): 39-44.

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  甘雪萍. 亚铁氰化钾对以次磷酸钠为还原剂化学镀铜的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 39-44.
  GAN Xue-ping. Influences of K4Fe(CN)₆ on Electroless Copper Plating Using Hypophosphite as Reducing Agent[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 39-44.

  研究亚铁氰化钾对化学镀铜沉积速度、镀层成分、电阻率、微观结构、表面形貌和化学镀铜过程中氧化还原反应的影响。添加亚铁氰化钾可以显著降低沉积速度,使镀层变得均匀致密,颜色也从棕黑色变为亮铜色,电阻率明显降低。添加亚铁氰化钾还可使镀层P含量略微降低,改善镀层微观结构,晶粒尺寸增大,镀层由(111)晶面择优取向变为(220)晶面择优取向。亚铁氰化钾主要通过吸附作用抑制在镀层表面发生的次磷酸钠氧化反应而降低化学镀铜沉积速度。亚铁氰化钾还可明显降低化学镀铜过程中NaH₂PO₂/CuSO₄<消耗摩尔比。
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  测试与表征

  7A52铝合金微动磨损行为研究

  罗林, 刘谦, 邱骥

  2009, 0(4): 45-48.

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  罗林, 刘谦, 邱骥. 7A52铝合金微动磨损行为研究[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 45-48.
  LUO Lin, LIU Qian, QIU Ji. Fretting Wear Behavior of 7A52 Aluminum Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 45-48.

  利用微动磨损试验机研究7A52铝合金的微动磨损行为,分析不同载荷、振幅、循环次数等参数对摩擦因数和磨损体积的影响,观察分析不同振幅下的磨痕形貌,检测磨痕微区及磨粒的成分组成,探讨其磨损机制。结果表明:7A52铝合金的摩擦因数在不同振幅下的变化趋势不同,微动振幅较大时,实验初期摩擦因数迅速升高,而振幅较小时摩擦因数没有这种现象;磨损体积随着循环次数、振幅、载荷的增加而增加;振幅较小时微动磨损机制主要为磨粒磨损,振幅较大时磨损机制则以黏着磨损和磨粒磨损为主,随着振幅的进一步增加逐渐出现接触疲劳磨损。
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  测试与表征

  合成金刚石晶体缺陷的同步辐射形貌研究

  张明, 于万里, 贾晓鹏, 马红安, 黄万霞, 袁清习

  2009, 0(4): 49-51,56.

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  张明, 于万里, 贾晓鹏, 马红安, 黄万霞, 袁清习. 合成金刚石晶体缺陷的同步辐射形貌研究[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 49-51,56.
  ZHANG Ming, YU Wan-li, JIA Xiao-peng, MA Hong-an, HUANG Wan-xia, YUAN Qing-xi. Synchrotron Radiation Topographic Study of Crystal Defects in Synthetic Diamond[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 49-51,56.

  采用同步辐射白光貌相术研究合成金刚石单晶体中的晶体缺陷,观察到晶体中存在籽晶,籽晶周围存在着大量的位错线。位错线起源于籽晶表面,终止于晶体表面。计算了位错束的空间走向和位错密度。分析了晶体的生长阶段和影响晶体缺陷的主要因素,指出通过减少籽晶表面的缺陷,保持生长条件的稳定,能够有效地降低合成金刚石晶体中缺陷的密度,提高合成金刚石晶体的完整性。
表面工程
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  表面工程

  脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层热稳定性的研究

  钟远辉, 戴品强, 戴春福

  2009, 0(4): 52-56.

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  钟远辉, 戴品强, 戴春福. 脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层热稳定性的研究[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 52-56.
  ZHONG Yuan-hui, DAI Pin-qiang, DAI Chun-fu. Thermal Stability of Pulsed Electrodeposition Nanocrystalline Ni-Co Alloy Coating[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 52-56.

  采用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等方法研究脉冲电沉积法制备的纳米晶Ni-Co合金镀层的组织结构和合金成分。测定不同退火温度下纳米晶Ni-Co合金镀层的显微硬度,并着重研究Ni-23.5%Co(质量分数)合金的热稳定性,结果表明:随着退火温度的升高,纳米晶Ni-Co合金在低温退火后显微硬度有所升高,在250℃时达到最高值,然后随退火温度的继续升高而降低。纳米晶Ni-23.5%Co合金镀层的晶粒尺寸逐渐增大,从原始晶粒尺寸13.5nm长大到300℃时的98.5nm,在升温速率为20K·min^-1的DSC曲线中,Ni-23.5%Co合金在约300~350℃一直是低能放热,随后出现明显的放热峰,其峰值温度为372℃,放热焓为14.22J·g^-1。通过测定不同升温速率条件下的DSC曲线峰值温度,由Kissinger方程求得纳米晶Ni-23.5%Co合金镀层的晶粒长大激活能为212.5kJ/mol。
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  表面工程

  碳-碳双键修饰纳米SiO₂及其摩擦学性能

  欧宝立

  2009, 0(4): 57-60.

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  欧宝立. 碳-碳双键修饰纳米SiO₂及其摩擦学性能[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 57-60.
  OU Bao-li. Surface-modification of Silica Nanoparticles by Carbon-carbon Double Bonds and Its Tribological Properties[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 57-60.

  采用两步法将可聚合碳-碳双键以化学键形式键接到纳米SiO₂表面合成可反应型功能化SiO₂。通过红外测试,透射电镜(TEM),润湿性实验和分散性等实验评价表面修饰效果,采用四球摩擦磨损试验机和往复摩擦磨损试验机考察了纳米SiO₂作为汽油机油添加剂的摩擦磨损行为。结果表明:修饰后的纳米SiO₂可直接分散于基础油等油性介质中,并具有良好的分散稳定性;作为润滑油添加剂表现出优异的抗磨减摩性能,并对磨损表面起到一定的修复作用。
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  表面工程

  超声波预处理对对位芳纶纤维结构的影响

  魏家瑞, 唐爱民, 孙智华

  2009, 0(4): 61-66.

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  魏家瑞, 唐爱民, 孙智华. 超声波预处理对对位芳纶纤维结构的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 61-66.
  WEI Jia-rui, TANG Ai-min, SUN Zhi-hua. Effects of Ultrasound Wave Pretreatment on Structure Changes of PPTA Fibers[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 61-66.

  采用粘度法、XRD、光学显微镜及SEM等测试手段对超声波预处理前后对位芳纶纤维的相对分子质量、聚集态结构、形态结构进行研究。探讨超声波功率和处理时间对芳纶纤维结构的影响。结果显示:超声波(600W)处理6min后,对位芳纶纤维的相对分子质量由2.70万变为2.62万,变化不大;结晶度和晶粒尺寸也变化不大;未处理对位芳纶纤维表面光滑,处理后表面有微细纤维;随着超声波功率增大和预处理时间增加,细纤维化程度提高。
工艺
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  工艺

  稀土钇对7055铝合金铸态组织的影响

  韩剑, 戴起勋, 李桂荣, 陈登斌, 赵玉涛, 刘瑜, 陈刚, 程晓农

  2009, 0(4): 67-70.

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  韩剑, 戴起勋, 李桂荣, 陈登斌, 赵玉涛, 刘瑜, 陈刚, 程晓农. 稀土钇对7055铝合金铸态组织的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 67-70.
  HAN Jian, DAI Qi-xun, LI Gui-rong, CHEN Deng-bin, ZHAO Yu-tao, LIU Yu, CHEN Gang, CHENG Xiao-nong. Effect of Addition of Yttrium on As-cast Microstructure of 7055 Aluminum Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 67-70.

  采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等实验手段,研究质量分数为0%~0.3%的钇对7055铝合金铸态组织的影响。研究表明:Y含量在小于0.25%范围内时,随含量增加细化效果增加;当Y含量为0.25%时,铸态组织中基体晶粒细化效果显著,晶粒减小到40μm左右,第二相球化并细化;当Y含量超过0.25%时,合金的铸态组织随着其含量的增加又逐渐粗化,Y加入7055铝合金中主要形成Al₆Cu₆Y与Al₃Y,并且弥散分布在晶界上。
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  工艺

  多孔硅气体传感器的制备及其气敏性能的研究

  李东海, 胡明, 孙凤云, 陈鹏, 孙鹏

  2009, 0(4): 71-74.

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  李东海, 胡明, 孙凤云, 陈鹏, 孙鹏. 多孔硅气体传感器的制备及其气敏性能的研究[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 71-74.
  LI Dong-hai, HU Ming, SUN Feng-yun, CHEN Peng, SUN Peng. Study on Fabrication of Porous Silicon Gas Sensor and Gas Sensing-characteristics[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 71-74.

  以P+型硅片为基底,利用双槽电化学腐蚀方法制备不同孔隙率的多孔硅(Porous Silicon),介绍多孔硅气体传感器的原理和优点,通过SEM和AFM对PS薄膜的表面形貌进行分析,研究不同孔隙率条件下PS薄膜的气敏灵敏特性。结果表明:随着孔隙率的增加,PS薄膜的响应/恢复时间不断减小,薄膜对空气中较低浓度的NO₂(体积分数为0.1×10^-5~6×10^-5)具有优异的敏感特性和响应特性。
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  工艺

  镍基高温合金喷射液束电解-激光复合加工试验研究

  张华, 徐家文, 王吉明

  2009, 0(4): 75-80.

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  张华, 徐家文, 王吉明. 镍基高温合金喷射液束电解-激光复合加工试验研究[J]. 材料工程, 2009, 0(4): 75-80.
  ZHANG Hua, XU Jia-wen, WANG Ji-ming. Experimental Study of Hybrid Processing of Jet Electrochemical Machining and Laser Beam Machining on Nickel-based Superalloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(4): 75-80.

  针对镍基高温合金材料激光打孔存在再铸层的缺陷,创新提出了喷射液束电解-激光复合加工方法。基于该加工原理的分析以及激光在电解液中的衰减特性研究,研制了试验系统,并对镍基高温合金GH3044薄片进行了打孔工艺试验。结果表明:应用液压1.5MPa、浓度18%的NaNO₃电解液的喷射液束电解-激光复合加工可去除再铸层90%以上。试验证实了喷射液束电解-激光复合加工工艺切实可行,有望在航空发动机叶片气膜孔加工中得到应用。