低活化鋼表面激光熔化沉積制備鎢涂層工藝優(yōu)化及組織性能研究_第1頁
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低活化鋼表面激光熔化沉積制備鎢涂層工藝優(yōu)化及組織性能研究作為實現(xiàn)受控核聚變的裝置,托卡馬克裝置需直接面向氘氚等離子體和氦等離子體的輻照及熱流沖擊,其偏濾器所選用的保護材料主要為鎢。鎢材料由于具有極好的耐高溫和輻射屏蔽性能,傳統(tǒng)方案是在偏濾器低活化鋼基體表面覆蓋鎢塊,設備結(jié)構(gòu)復雜,熱膨脹系數(shù)不匹配、結(jié)合強度差,易造成鎢塊的脫落和失效。為進一步簡化設備結(jié)構(gòu)和提高設備性能,本文在低活化鋼表面采用激光熔化沉積的方法,開展純鎢材料的增材制造,對其熱性能、顯微組織結(jié)構(gòu)、物相組成、裂紋及氣孔形成機制進行了分析,主要研究結(jié)果如下:(1)制備了厚度1-4.5mm的沉積層,其內(nèi)部組織存在完全或部分熔化的純鎢顆粒。其中未完全熔化的純鎢顆粒與周圍基體形成了良好的冶金結(jié)合,完全熔化的純鎢顆粒與基體形成了鐵-鎢復合相,主要以枝晶和柱狀晶的形式存在。(2)針對鎢涂層的熱性能進行了研究,測得了沉積層和基材在不同溫度下的熱擴散系數(shù)、比熱和熱導率。整體鎢含量約80wt.%的沉積層在450℃左右時熱導率與低活化鋼基材相等,隨著溫度進一步升高,沉積層熱導率上升,基材熱導率下降。影響熱導率的原因主要是由于沉積層中存在的缺陷和鐵-鎢復合相。(3)建立了低活化鋼表面激光熔化沉積鎢涂層的

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