半導(dǎo)體激光熔覆鐵基耐磨耐蝕合金的研究.pdf

1、為了同時(shí)提高鋼材的耐磨性能和耐蝕性能，設(shè)計(jì)了六種不同Cr、Ni含量的鐵基合金，利用半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)在45＃鋼表面制備涂層。利用光學(xué)顯微鏡、X射線(xiàn)衍射(XRD)、顯微硬度計(jì)、磨損試驗(yàn)機(jī)以及電化學(xué)工作站對(duì)熔覆層宏觀形貌、組織結(jié)構(gòu)、顯微硬度、耐磨性能和耐蝕性能進(jìn)行了全面的研究。
　　以功率和掃描速度為主優(yōu)化了激光熔覆工藝參數(shù)，并進(jìn)行了多道搭接和多層熔覆試驗(yàn)。得到表面成型良好，無(wú)氣孔、無(wú)裂紋等缺陷的熔覆層，與基材形成良好冶金結(jié)合。熔覆層

2、成分和粉末基本相同，元素的燒損量小、稀釋率低。
　　熔覆層內(nèi)部可以觀察到大量的細(xì)小樹(shù)枝晶組織。Fe-15Cr-0.8Ni、Fe-15.6Cr-2.54Ni熔覆層為單相馬氏體，F(xiàn)e-16.2Cr-4.28Ni熔覆層中有少量殘余奧氏體，F(xiàn)e-16.8Cr-6.02Ni和Fe-17.4Cr-7.76Ni熔覆層由馬氏體、奧氏體兩相混合組成，F(xiàn)e-18Cr-9.5Ni熔覆層為單相奧氏體。
　　熔覆層硬度結(jié)果表明，馬氏體相含量高的熔覆層

3、硬度明顯較高，其中Fe-15.6Cr-2.54Ni硬度最高；在含奧氏體的熔覆層中，奧氏體含量越高，熔覆層硬度越低，其中Fe-18Cr-9.5Ni的硬度最低。磨損試驗(yàn)結(jié)果表明，耐磨性主要取決于熔覆層的硬度，硬度越高，耐磨性越好。奧氏體加工硬化和形變馬氏體的產(chǎn)生對(duì)熔覆層的耐磨性能有一定改善作用。Fe-15Cr-0.8Ni、Fe-15.6Cr-2.54Ni和Fe-16.2Cr-4.28Ni三種熔覆層的磨損機(jī)制主要為磨粒磨損，F(xiàn)e-18Cr-9

4、.5Ni熔覆層磨損機(jī)制主要為粘著磨損。Fe-15.6Cr-2.54Ni熔覆層失重最小，為10.5 mg，F(xiàn)e-18Cr-9.5Ni熔覆層失重最大，為99.0 mg。
　　在3.5wt.％NaCl溶液中，不同熔覆層的自腐蝕電位均與304不銹鋼相當(dāng)，比45＃鋼基材高0.25 V左右，自腐蝕電流均在45＃鋼基材的1/20以下。Fe-18Cr-9.5Ni的點(diǎn)蝕點(diǎn)位最高，比304不銹鋼約高0.138 V。在40 g l-1 NaOH+8 g

5、 l-1 Na2S溶液中，熔覆層中的Ni可以形成NiS2鈍化膜，且Ni含量越高，臨界電流密度越小。當(dāng)電位較高時(shí)，Ni含量較高的試樣會(huì)出現(xiàn)了二次活化-鈍化現(xiàn)象。Fe-17.4Cr-7.76Ni熔覆層耐蝕性能與304不銹鋼相當(dāng)，F(xiàn)e-18Cr-9.5Ni熔覆耐蝕性最好。
　　目前，F(xiàn)e-15Cr-0.8Ni、Fe-15.6Cr-2.54Ni、Fe-16.2Cr-4.28Ni和Fe-18Cr-9.5Ni熔覆層已經(jīng)在閘閥、閥座密封面和傳動(dòng)