| Abstract | 第6-7页 |
| 摘要 | 第8-24页 |
| 1 Introduction | 第24-44页 |
| 1.1 Aero-engine and Superalloy | 第24-27页 |
| 1.2 Development of nickel-based superalloy | 第27-30页 |
| 1.3 Repair and manufacturing of SX turbine blade | 第30-36页 |
| 1.3.1 Repair of SX turbine blade | 第30-33页 |
| 1.3.2 Manufacturing of SX turbine blade | 第33-36页 |
| 1.4 LPD processing | 第36-37页 |
| 1.5 Motivation | 第37-40页 |
| 1.5.1 Fundamental understanding of transport phenomena in LPD processing | 第37-38页 |
| 1.5.2 Establish relationship between processing parameters and crystal growthand microstructure formation in LPD processing | 第38-39页 |
| 1.5.3 Evaluation of LPD technology for repair and manufacturing of SX turbineblade | 第39-40页 |
| 1.6 Objectives | 第40-41页 |
| 1.7 Organization of the work | 第41-44页 |
| 2 Literature Review | 第44-52页 |
| 2.1 LPD Models | 第44-49页 |
| 2.1.1 Steady-State Models | 第45-47页 |
| 2.1.2 Dynamic Models | 第47-49页 |
| 2.2 Crystal growth models | 第49-52页 |
| 3 Numerical simulation of transport phenomena in LPD of SX superalloy | 第52-82页 |
| 3.1 Introduction | 第52-53页 |
| 3.2 Mathematical model | 第53-65页 |
| 3.2.1 Physical model | 第53-55页 |
| 3.2.2 Laser powder interaction | 第55-57页 |
| 3.2.3 Free surface tracking | 第57-58页 |
| 3.2.4 Continuum model | 第58-59页 |
| 3.2.5 Heat transfer | 第59-62页 |
| 3.2.6 Fluid flow | 第62-63页 |
| 3.2.7 Numerical Solutions | 第63页 |
| 3.2.8 Experimental Procedure | 第63-65页 |
| 3.3 Transport phenomena in double-layer LPD processing | 第65-74页 |
| 3.3.1 Numerical results | 第65-71页 |
| 3.3.2 Experimental Verification | 第71-74页 |
| 3.4 Transport phenomena in multi-track LPD processing | 第74-80页 |
| 3.5 Summary | 第80-82页 |
| 4 Numerical simulation of crystal growth and microstructure formation in LPDprocess of SX superalloy | 第82-106页 |
| 4.1 Introduction | 第82-83页 |
| 4.2 Crystal growth modeling | 第83-87页 |
| 4.3 Experimental Procedure | 第87-88页 |
| 4.4 Numerical results and discussion | 第88-98页 |
| 4.4.1 Effect of scanning speed | 第91-93页 |
| 4.4.2 Effect of laser power | 第93-95页 |
| 4.4.3 Effect of powder feeding rate | 第95-98页 |
| 4.5 Experiment verification and discussion | 第98-102页 |
| 4.5.1 Microstructure formation in laser deposited bead | 第98-100页 |
| 4.5.2 The variation of microstructure formation with processing parameters | 第100-102页 |
| 4.6 Summary | 第102-106页 |
| 5 Effects of substrate crystallographic orientations on crystal growth and mi-crostructure formation in LPD process of SX superalloy | 第106-126页 |
| 5.1 Introduction | 第106-107页 |
| 5.2 Improved crystal growth modeling | 第107-109页 |
| 5.3 Experimental Procedure | 第109-110页 |
| 5.4 Numerical results and analysis | 第110-118页 |
| 5.4.1 Effect of angle α (β = 0°) | 第111-115页 |
| 5.4.2 Effect of angle β (α = 0°) | 第115-118页 |
| 5.5 Experimental verification | 第118-120页 |
| 5.5.1 Verify the effect of angle α (β = 0°) | 第118-119页 |
| 5.5.2 Verify the effect of β (α = 0?) | 第119-120页 |
| 5.6 Discussion | 第120-123页 |
| 5.7 Summary | 第123-126页 |
| 6 Effects of the inclination angle of coaxial nozzle on crystal growth and mi-crostructure formation in LPD process of SX superalloy | 第126-148页 |
| 6.1 Introduction | 第126-127页 |
| 6.2 Improved Mathematical modeling | 第127-136页 |
| 6.2.1 Numerical modeling of gas and powder flow | 第128-135页 |
| 6.2.2 Modified mathematical model for LPD process of SX superalloy | 第135-136页 |
| 6.3 Experimental procedure | 第136页 |
| 6.4 Results and discussion | 第136-144页 |
| 6.4.1 The effects of γ on molten pool size | 第138-141页 |
| 6.4.2 The effects of γ on microstructure formation | 第141-144页 |
| 6.5 Discussion | 第144-147页 |
| 6.6 Summary | 第147-148页 |
| 7 Control of microstructure formation in multi-track and multi-layer LPD pro-cess of SX superalloy | 第148-178页 |
| 7.1 Introduction | 第148-149页 |
| 7.2 Experimental procedure | 第149-150页 |
| 7.3 Microstructure formation | 第150-162页 |
| 7.3.1 Effect of overlapping ratio | 第150-157页 |
| 7.3.2 Effect of scanning strategy | 第157-158页 |
| 7.3.3 Experimental verification | 第158-159页 |
| 7.3.4 Discussion | 第159-162页 |
| 7.4 The mechanism of crack formation | 第162-168页 |
| 7.5 Aiding method for Control of continuous SX microstructure | 第168-173页 |
| 7.6 Evaluation of repairing and manufacturing SX turbine blade by LPD technology | 第173-175页 |
| 7.7 Summary | 第175-178页 |
| 8 Conclusions and future work | 第178-184页 |
| 8.1 Conclusions | 第178-180页 |
| 8.2 Future work | 第180-184页 |
| 8.2.1 Improve the numerical simulation model | 第180-181页 |
| 8.2.2 Explore more effective control method for SX microstructure formation | 第181-182页 |
| 8.2.3 Test and optimize mechanical properties of deposited SX ma-terial | 第182页 |
| 8.2.4 Explore the reliable processing for manufacturing large-scale andcomplex-structure SX part | 第182-184页 |
| Acknowledgements | 第184-186页 |
| Appendix | 第186-190页 |
| Publication | 第190-192页 |
| Bibliography | 第192-197页 |
