随着航空航天工业飞速发展，钛合金作为常用结构材料得到广泛应用[1-3].Ti-8A1-1Mo-lV(Ti811)是美国研制的一种近α型耐热钛合金，其具有密度低、弹性模量高、振动阻尼性能优良、热稳定性好、焊接性能和成形性能好等诸多优点，尤其是其比刚度是工业钛合金中最高的钛合金，因而成为先进航空发动机压气机高温端转动部件的重要选材之一[4-6].例如，赛峰CFM56-3和CFM56-5系列航空发动机高压压气机转子叶片的第1级至第3级就是采用Ti811作为制造材料锻造而成，因其工作环境长期受到气流、风沙的冲蚀，造成叶片整体出现尺寸超差或表面出现失效斑点，此类问题的出现会严重影响航空发动机高压压气机的正常工作，甚至可能造成重大事故隐患.目前，国内没有自主知识产权的企业能够对民航发动机高压压气机转子叶片进行修复，且开展的相关研究工作也较少.
总之，随着中国核工业的发展，对天然铀的开采力度会越来越大，铀尾矿地区的地下水修复问题不容忽视.Fe0-PRB克服了传统处理方法的许多缺点，能够长期有效运行，具有经济、高效等诸多优势，目前该技术在中国的应用尚处于起步阶段，需要广大科研工作者不断探索、改进其技术方法，以使Fe0-PRB技术早日实际应用于铀尾矿区，改善当地生态环境和地下水环境.
试验以Ti811合金为基板，按照CFM56发动机维修手册中给出的修复建议，采用光纤式激光器同步送粉TC4粉末制备了激光熔覆层，研究了激光熔覆层的生成机理、微观组织和显微硬度，为航空发动机高压压气机叶片的修复和再制造提供了试验和理论依据.
基底材料为Ti811近α型钛合金，采用电火花线切割机对钛合金板进行切割，制得尺寸为50 mm ×40 mm × 8 mm的试块，其主要化学成分见表1，采用喷砂处理的方式对待加工试块进行表面处理，以去除表面氧化层及污物，另外，喷砂处理可以增加基材表面粗糙度，增加基材对激光能量的吸收率.
表1 Ti811钛合金化学成分(质量分数，%)
Table 1 Chemical composition of Ti811 alloy
Al V Mo C N Fe O Ti 8.1 0.99 1.05 0.03 0.01 0.05 0.06 余量
熔覆粉末采用TC4球形粉末，粒度为60 ～ 120 μm，其主要化学成分见表2，形貌如图1所示.
表2 TC4钛合金化学成分(质量分数，%)
Table 2 Chemical composition of TC4 alloy
Al V Fe C N H O Ti 5.5 ～ 6.8 3.5 ～ 4.5 0.30 0.10 0.05 0.01 0.20 余量
试验用激光熔覆系统的型号为APH3680，激光器选用通快Laser TruDisk 4002，主要工艺参数为：功率 P = 500 ～ 900 W，扫描速度 v = 300 ～ 500 mm/min，激光光斑直径D = 3.0 mm，送粉量M = 1.2 r/min送粉气体为氦气，保护气体为氩气，激光头焦距为16 mm.
地质测量在煤矿安全生产过程中作用重大，因此，加强煤矿地质测量必不可少。加强煤矿地质测量的两个有效方法如下：
图1 熔覆材料TC4粉末颗粒形貌
Fig. 1 Morphology of TC4 powders (as precursor for cladding)
用卡尔蔡司SIGMA3型扫描电镜分析熔覆层的微观组织结构. 用Wilson电子显微硬度计测量熔覆层的显微硬度. 利用RTEC UP白光非接触式轮廓仪测量熔覆层磨损形貌. 采用布鲁克UMT摩擦磨损试验机测试熔覆层的摩擦磨损性能.
激光熔覆过程中形成的熔池形貌如图2所示.从图中可以看出，熔池呈圆形，由于激光器在加工过程中以一定的扫描速度移动，因此在激光熔覆方向的反向形成了“慧尾”现象. 熔池呈圆形说明熔覆材料和基材在熔覆过程中得到了充分熔化.
图2 熔池形貌图
Fig. 2 Molten pool topography
图3 为激光熔覆层的横截面宏观形貌，从图中可以看出涂层内部组织致密均匀，涂层与基材的结合区形成了光滑连续的白色亮带，呈良好的冶金结合，涂层中无明显裂纹和气孔等缺陷存在.
应当指出的是，激光熔覆层的成形质量和裂纹、气孔等缺陷不仅与激光熔覆工艺参数密切相关，而且还与材料体系组成、送粉气流量、保护气体的流量等密切相关.经试验分析测试，在试验中选取的激光功率P = 700 W，扫描速度v = 420 mm/min，保护气体流量为11 L/min，送粉气体流量为7 L/min.
图3 TC4 激光熔覆层表面形貌
Fig. 3 Morphology of TC4 laser cladding coating
图4 为激光熔覆涂层X射线衍射(XRD)图谱，由图分析可知熔覆层中主要生成相包括α-Ti，β-Ti和 Ti3Al.
图4 激光熔覆TC4合金涂层X射线衍射图谱
Fig. 4 X-ray diffraction pattern of laser cladding TC4 alloy coating
图5 a是激光熔覆层中部区域的微观组织形貌，图中生成了典型的魏氏体组织[7]. 图中A1为生成的粗大板条状组织，在A1围成的区域内，分布了大量的针状马氏体组织A2和暗色区域A3，对A1，A2和A3做EDS分析显示，Ti元素的含量均在80%(质量分数)左右，可见A1，A2和A3均为Ti元素组成的不同形态物相.图5b是图5a的局部放大图，从图5b中可以看出涂层中A1，A2和A3区域内弥散分布着10 ～ 50 nm左右的白色颗粒A4.
对A1，A2，A3和A4的分析要基于Ti-Al二元合金相图，如图6所示. TC4是典型的α + β型钛合金，TC4从液相区经冷却至1 670 ℃后先进入β固相区，继续冷却至882 ℃后进入α固相区，由于激光熔覆具有急冷急热的特点，熔池存在的时间极短，那么进入β固相区的TC4将发生如下反应[7]，即
针对有必要实施新造林改造的区域，第一应对相应区域的林地进行清理，即将其中杂灌以及树林等清除干净，随后再实施具体的整地操作。其中，可应用的整地方法包括带状整地以及全垦整地两种。倘若应用全垦整地法，则需要在对造林地实施完砍杂炼山操作以后，利用体积较大的钩机于相应位置进行排水沟的挖掘操作，随后应用勾机实施60厘米左右的全垦深挖再耙平的操作一次，再以等高线为基准，依照相应标准实施具体的挖栽植穴操作。为降低水土流失问题出现的可能性，可在实施完全垦整地操作以后，以等高线为基准，以4到5行为单位，每隔一个单位便开挖一条宽度约为30厘米的拦水沟。
图5 激光熔覆TC4合金涂层的微观组织形貌
Fig. 5 Microstructure of laser cladding TC4 coating
图6 Ti-Al二元合金相图
Fig. 6 Ti-Al binary alloy phase diagram
进入β固相区的TC4在快速冷却过程中，除了式(1)表示的正常β相转变为α相外，由于激光熔覆过冷度较大，熔池存在时间极短，会造成部分β相来不及转变为α相，除了部分β相残留外(式(3))，还有部分β相将转变为成分与母体相同、晶体结构不同的过饱和固溶体(密排六方晶格马氏体)[8]，如式(2)所示. 式(2)为典型的α或α + β型钛合金的马氏体相变[9]，这种相变属于无扩散型相变，在相变过程中不会发生原子扩散，只发生晶格重构，动力学的特点是转变无孕育期，瞬间形核长大，转变速度极快[10]. 式 (2)生成的 α'为亚稳相，通常的XRD分析无法区分α相和α'相，α'相在室温以上加热，即可直接分解为 α + β 相.有研究指出[11]，α'相在电镜下呈针状马氏体，特点是晶格与母体β相之间存在严格取向关系，且总是沿着β相的晶面形成.结合EDS分析结果及图5中A2的形态可以断定，A2为针状马氏体 α'相，结合图 5和 XRD，EDS分析结果可以判定，A3为围绕针状α'相残留的β相.另外，α'的特点不同于钢中的马氏体，钛合金的α'相硬度略高于α固溶体，对合金的强化作用有限.
魏氏体组织的显著特点是晶界清晰完整，钛合金从β相区快速冷却的过程中，从原始的β晶界析出连续的晶界α，晶界围成的β晶粒上析出针状α'，且晶界α相呈现细长平直、相互平行等特点[12-13].图5a中晶界细长平直，呈平行的条状相，晶界围成的区域内分布大量针状马氏体，结合魏氏体组织中晶界的生长特点，以及XRD和EDS分析结果，可以判定A1为晶界α相.
当钛合金中 Al的含量在 5% ～ 25%(质量分数)左右时，钛合金在相变过程中会生成Ti3Al金属间化合物[8]，Ti811中Al含量为 8.1%(质量分数)，TC4 中 Al含量为 5.5% ～ 6.8%(质量分数)，涂层中具备生成Ti3Al的条件，再结合二元合金相图可知，当Al含量较低时，Ti3Al会沉淀析出.
Chen等人[14]通过原位烧结TiH2-47Al-0.1Si-5Nb等合金原位生成了超细纳米晶粒Ti3Al，在基体中以20 ～ 50 nm的纳米颗粒弥散分布在基体中.从图5b中发现，A4相的形貌尺寸和分布特点完全符合上述研究成果对于Ti3Al的描述，即A4相呈纳米颗粒伴随α相，α'相和残留β相弥散分布在涂层中. 综合上述分析，结合XRD分析结果以及Ti-Al二元合金相图可以判定，A4为纳米级的Ti3Al颗粒，沉淀析出后均匀弥散分布在涂层中，形成了涂层的沉淀强化和弥散强化.
图7为激光熔覆层表面到基材的显微硬度曲线分布. 从图中可以看出，激光熔覆层的显微硬度相比基材来说有所提高，涂层最高硬度为475 HV0.5，基材的平均硬度为400 HV0.5左右，涂层显微硬度有所提高的主要原因有以下3点.
第二，阿姨以农村人口为主，还有一小部分小城镇的妇女、下岗女工等。她们的思想观念和认知带有显著的农村特色，她们在家庭中地位长期比较低，导致她们会把自身的家庭地位代入到家政服务工作中，认为这是一个低等的、伺候人的差事，职业荣誉感很差，面对雇主的意见或不满意时候，容易有不正确的心态，认为雇主是看不起自己的，会有屈辱感。
(1)涂层中的针状马氏体对涂层的显微硬度有所提高.
(2)Ti3Al虽然为脆性相，但其沉淀强化和弥散强化作用提高了涂层硬度.
2.1 两组孕妇妊娠期并发症比较 观察组孕妇妊娠期糖尿病、妊娠期高血压疾病发生率明显低于对照组(P<0.05)，但两组妊娠期贫血发生率比较，差异无统计学意义(P>0.05)。观察组产妇自然分娩率明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。
(3)激光熔覆本身的细晶强化作用也在一定程度上提高了涂层硬度.
图7 激光熔覆层表面到基体的显微硬度曲线
Fig. 7 Microhardness curve from the surface of laser cladding coating to substrate
表3为激光熔覆层和基材的磨损深度、磨损体积及摩擦系数. 由表3可见，激光熔覆层的磨损深度、磨损体积和摩擦系数均小于基材，这表明激光熔覆层耐磨性能和减磨性均得到了明显改善.
表3 激光熔覆层和基材Ti811合金的摩擦磨损参数
Table 3 Friction and wear parameters of laser cladding layer and Ti811 alloy
材料 磨损深度D/μm 磨损体积V/μm3 摩擦系数f熔覆层 52.4 5.57 × 107 0.44 ～ 0.55 Ti811 合金 66.7 6.89 × 107 0.63 ～ 0.75
图8a，8b分别为激光熔覆层和基材的表面形貌三维白光干涉轮廓. 图9a，9b分别为激光熔覆层和基材磨损表面形貌. 由图8b可以看出，基材磨损表面附着了摩擦磨损过程中剥落的残留物；由图9b可以看出，基材磨损表面出现了大面积剥落现象，这是由于Ti811钛合金的硬度较低，在摩擦过程中对摩副硬质合金对基材Ti811合金表面产生了较强的犁削作用，磨损形式主要为黏着磨损[15]. 由 图8a和图9a可知，激光熔覆层的磨损表面比较光滑、平坦，磨痕细浅，磨损表面上存在着轻微的划痕，磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损的复合磨损[13].
父子关系、成员关系所具有的传递性，对于概念网络的扩展起着决定性的作用。在类比推理过程中也可以作为规则使用。
图8 白光干涉轮廓仪分析结果
Fig. 8 Analysis results of white-light interferometry profilometer
图9 摩擦磨损形貌
Fig. 9 Friction and wear morphology
(1)Ti811合金表面TC4激光熔覆层微观组织呈现典型的魏氏体形貌，生成相包括细长条α-Ti组成的晶界组织，针状淬火马氏体α'、残留β-Ti和涂层中沉淀析出的纳米Ti3Al颗粒.
“民以食为天”。一个国家的食品工业发展状况，在一定程度上反映着该国社会生产、科学技术与百姓生活水平的高低。
(2)Ti811合金表面TC4激光熔覆层显微硬度相比基材有所提高，主要原因是涂层中的针状马氏体的存在以及Ti3Al的沉淀强化和弥散强化等作用.
(3)Ti811基材的磨损机制主要为黏着磨损，熔覆层磨损机制主要为典型磨粒磨损和黏着磨损的复合磨损机制.
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