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本发明公开了一种基于预置碳源薄膜的汽轮机叶片激光复合强化方法。采用“磁控溅射非晶碳膜+微量石墨粉”复合碳源体系，碳膜经激光瞬时高温分解产生的碳原子活性远高于传统粉末碳源，可充分与金属涂层发生原位反应，生成大量碳化物，同时石墨粉补充碳源生成碳化物，涂层碳化物体积分数提升40%以上，强化效果显著提升。先熔覆金属固溶涂层，再原位生成碳化物的工艺方式，使碳化物层与金属之间有金属固溶层过渡，实现梯度过渡与冶金结合；二次激光熔覆热输入可控，热影响区范围小，不会破坏汽轮机叶片基材的力学性能，加工后叶片变形量极小，无需后续矫正处理，加工效率高、成品率高。

本发明公开了一种汽轮机末级叶片的表面强化方法，所述方法包括：采用多弧离子镀设备在预处理后的叶坯表面制备厚度均匀的金属涂层；采用自动送粉激光熔覆设备在获得金属涂层的叶坯表面上进行重熔，并引入石墨粉；在叶片表面获得多尺度硬质颗粒强化层。叶片表面硬度提高到500HBW以上，达到基材的2倍以上，显著提高叶片的耐磨性，强化层厚度为1~2mm可满足使用需求。多尺度碳化物与固溶强化层与基体具有良好的结合界面，提高了叶片在不同工况下使用的稳定性。通过纳米‑微米多尺度颗粒协同，在提升硬度的同时显著增强不锈钢叶片的抗水蚀冲击与抗疲劳性能；原位反应生成的碳化物颗粒界面清洁、结合牢固，保证了强化层性能的一致性。