激光熔覆鎳基合金組織與性能研究.pdf

1、核電事業(yè)的發(fā)展為解決全世界爆發(fā)的能源危機帶來了曙光。在核電的快速發(fā)展過程中，核電的安全問題備受人們關(guān)注。在核電安全的問題上，核電材料在運行中的穩(wěn)定可靠性是最主要的因素之一。不銹鋼在核電設(shè)備上的應(yīng)用極其廣泛，不銹鋼的耐磨性、耐蝕性等使用性能有著舉足輕重的作用。
　　Ni-Cr-B-Si系鎳基合金由于其比較理想的性能被廣泛應(yīng)用于表面處理，但在某些使用性能要求嚴(yán)格的環(huán)境中仍顯不足，Nb因其在合金中具有良好的強化作用而常被添加于合金粉末。

2、激光熔覆技術(shù)具有較低的稀釋率、很高的工作效率、能形成致密無缺陷的熔覆層等的優(yōu)點已經(jīng)廣泛應(yīng)用于表面處理。
　　本文采用激光熔覆技術(shù)在304奧氏體不銹鋼表面熔覆添加不同含量鈮粉的鎳基合金粉末，通過使用光學(xué)顯微鏡(OM)、帶能譜的掃描電子顯微鏡(SEM-EDX)、X-射線衍射儀(XRD)、顯微硬度儀、磨損試驗儀、CS300電化學(xué)動電位掃描儀等研究熔覆參數(shù)、添加鈮粉含量對熔覆層組織、顯微硬度、耐磨性和耐腐蝕性能的影響。實驗結(jié)果如下:

3、>　　(1)在304奧氏體不銹鋼表面通過對合金粉末Ni40+5％Nb和Ni40+20％Nb的熔覆試驗，確定利用半導(dǎo)體激光器進行熔覆Ni40和Nb的混合粉末的最優(yōu)參數(shù)范圍:功率在1000W左右，掃描速率為5～8mm/s，送粉速率5～8g/min，搭接率50％～70％。
　　(2) Ni40熔覆層中主要由γ-Ni及鉻的化合物組成，在加入鈮粉后，出現(xiàn)分布均勻的NbC顆粒。隨鈮含量的增多，熔覆層組織細化，物相也發(fā)生了變化，在加入15％的鈮

4、時，F(xiàn)eNi3相消失而出現(xiàn)了Fe3Ni2相，同時也發(fā)現(xiàn)了NbNi9的存在。Ni40合金粉末中，隨加入鈮含量的增多，熔覆層硬度及耐磨性能均有先升高后降低的趨勢，硬度在加入10％的鈮時達到最大值，耐磨性在加入15％的鈮時最好。對于各熔覆層的耐蝕性能，則隨鈮含量的增加，熔覆層表面的耐蝕性能逐步提高。
　　(3)熔覆時所用激光功率的不同影響了熔覆層組織大小及元素分布，但并未引起物相的變化。熔覆Ni40及Ni40+10％Nb時，功率增加，熔