本文關(guān)鍵詞：Ni基復(fù)合粉末激光熔覆層組織與性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《山東大學》 2013年

Ni基復(fù)合粉末激光熔覆層組織與性能的研究

李澤邦  

【摘要】：許多機械零部件根據(jù)其工藝要求和沖擊韌性,一般都采用鍛造及焊接性能良好的高強度低碳合金鋼制造。但這類鋼經(jīng)熱處理后的硬度和耐磨性能較低,在苛刻的沖擊磨損、磨粒磨損和腐蝕磨損下極易失效。為了滿足零部件耐磨耐蝕的工作要求,采用激光熔覆技術(shù)對零部件表面進行強化與修復(fù),具有顯著的經(jīng)濟效益。 本文使用激光熔覆成套設(shè)備在Q345鋼表面制備了Ni60A激光熔覆層、Ni60A+WC復(fù)合粉末激光熔覆層和Ni60A+F313合金粉末激光熔覆層,優(yōu)化了工藝參數(shù),并對熔覆層的組織形貌、物相、耐磨性和耐腐蝕性進行了研究。 本試驗所獲得的最優(yōu)工藝參數(shù)為：激光功率為2400W、掃描速度為5mm/min、光斑為圓形且直徑是4mm、預(yù)置粉末厚度為1mm、保護氣體流速為10L/min、搭接率為25%。這些工藝參數(shù)能獲得面積較大,與基體材料結(jié)合良好,裂紋、氣孔等缺陷極少的熔覆層。 Ni60A激光熔覆層物相主要有γ-(Ni,Fe)、 Cr7C3、 Fe3Ni2、 CrB等。Ni60A+WC熔覆層的WC的含量為10wt%時,WC在熔覆層中完全分解,并且部分固溶到熔覆層的組織中以及生成含W的Ni4W等新相；當WC的加入量為30wt%以上時,熔覆層的組織細化,在γ-(Ni,Fe)枝晶間出現(xiàn)小塊狀的富W相。Ni60A+F313熔覆層中主要出現(xiàn)較多的枝晶以及分布在枝晶間的金屬間化合物FeNi3和富Fe的相。 Ni60A+WC激光熔覆層的耐磨性隨著WC的含量增加先上升后略有下降。當WC含量較低時,其磨損機制是以磨料磨損為主,伴有粘著磨損。當WC含量較高時,熔覆層的磨損機制以粘著磨損為主,伴有磨料磨損和氧化磨損。Ni60A+WC激光熔覆層最少的磨損失重量是Q345鋼的7%。Ni60A+F313粉末激光熔覆層的耐磨性隨著F313合金粉末含量的增加而升高,其磨損機制是磨料磨損和粘著磨損,而熔覆層的磨損失重中粘著磨損占得的比例增多。 Ni60A+WC的激光熔覆層的耐腐蝕性隨WC含量增加呈現(xiàn)先略有升高后下降的趨勢。加入WC能夠使熔覆層組織細化,降低組織間的電位差,而且熔覆層表面的有Ni、Cr氧化膜,導(dǎo)致熔覆層耐腐蝕性上升；但是WC過多以后,熔覆層中的硬質(zhì)相增多,原電池數(shù)目相對增多,Ni、Cr元素的含量減少,導(dǎo)致Ni、 Cr在熔覆層表面減少,從而使熔覆層的耐蝕性下降。Ni60A+F313粉末激光熔覆層的耐腐蝕性隨著F313合金粉末的增多而呈下降趨勢。熔覆層中含F(xiàn)e的相增多,增加了熔覆層各相之間的電位差,增加了原電池效應(yīng)。而且熔覆層中Ni、Cr元素含量的減少,使熔覆層表面的氧化膜的致密性降低,減小了熔覆層的耐腐蝕性。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG174.4
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