高速与常规激光熔覆制备铁基非晶涂层组织和性能对比研究
编号:289 稿件编号:345 访问权限:仅限参会人 更新:2023-04-11 18:10:30 浏览:763次 口头报告

报告开始:2023年04月23日 17:40 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[Y2] 第十四届全国青年表面工程论坛二 » [M2] 下午场

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摘要
铁基非晶合金涂层可以克服铁基块体非晶合金室温脆性和尺寸限制的缺陷,具有高强度、高硬度、优异的耐磨性和耐腐蚀性能。激光熔覆技术可以制备具有良好冶金结合、显微组织致密、性能优异的熔覆层,其快速冷却特性满足非晶合金涂层的制备要求。但是,常规激光熔覆能量主要集中在工件表面,热输入较大,基体中元素过多渗入到熔覆层中,不利于非晶相形成。高速激光熔覆改变激光与粉末焦点位置,仅一部分能量作用在基体上形成熔池,热输入更小,冷却速率更快,可以得到低稀释率、高非晶含量的熔覆层,具有广阔的应用前景。本文使用常规和高速激光熔覆技术制备铁基非晶合金涂层,对两种工艺制备的铁基非晶合金涂层在组织性能等方面进行研究。常规与高速熔覆层厚度分别为902 µm、425 µm,常规熔覆层热输入更大,熔池温度更高,熔化粉末更多,常规熔覆层厚度是高速熔覆层的2倍。常规与高速熔覆层底部结晶区Fe元素质量分数分别为80.11 %、52.74 %,常规激光熔覆的稀释率较大,基体中大量Fe元素进入到熔覆层中,促进了结晶相生长,是熔覆层底部结晶相生长的主要因素,常规和高速熔覆层底部微观组织呈现出相同的生长规律。常规熔覆层结晶相为Fe23(C,B)6,高速熔覆层结晶相除Fe23(C,B)6外,还有Fe3Mo、Mo6Co6C和Mo2C相出现。常规和高速熔覆层底部、中部和顶部的非晶含量分别为7%和56%、17%和66%、55%和68%,常规熔覆层只有顶部有非晶相形成,高速熔覆层的非晶相分布更均匀。高速激光熔覆搭接率为90%,高搭接率使熔覆层在垂直方向上发生多次再热过程,使熔覆层在搭接区域出现更多的结晶相,从而降低了高速熔覆层非晶相含量。常规熔覆层仅顶部硬度值达到1193 HV,其他区域硬度值在950±50 HV之间分布,熔覆层最小硬度为820 HV。高速熔覆层最大硬度为1587 HV,最小值为1390 HV,其他区域硬度值分布较为平均,为1480±20 HV,均高于1300 HV。常规和高速熔覆层底部、中部和顶部表面硬度测试结果印证了截面硬度测试结果的准确性。常规与高速熔覆层腐蚀电位均高于基体,腐蚀电流密度均低于基体,其中,高速熔覆层具有更优异的耐腐蚀性能,腐蚀电位为-0.741V,腐蚀电流密度为9.734×10-6 A/cm2。高速熔覆层非晶相含量更高,非晶相分布更均匀,高非晶相含量可提高熔覆层耐腐蚀性能。
 
关键字
铁基非晶,高速激光熔覆,非晶相含量,耐腐蚀性
报告人
王海楠
中国矿业大学

稿件作者
王海楠 中国矿业大学
程延海 中国矿业大学
王博 中国矿业大学
梁秀兵 军事科学院国防科技创新研究院
陈永雄 军事科学院国防科技创新研究院
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