激光熔覆Fe基非晶復合涂層組織與性能研究.pdf

1、非晶態(tài)合金具有極高的強度、韌性、耐磨性和耐蝕性,受到廣泛關(guān)注。其中,Fe塊體非晶合金資源豐富、價格低廉,且具有獨特的物理化學性能,應用前景誘人。通常非晶合金需要在極高的冷卻速度下才能形成,大大的限制了非晶合金在實際工程中的應用。激光熔覆技術(shù)具有快速加熱、快速冷卻的特點,利用其產(chǎn)生的溫度梯度可使玻璃形成能力強的合金系形成非晶相,從而提高基體表面的強度、硬度、耐磨以及耐蝕性能等。
　　 本文采用激光熔覆技術(shù)在304L,不銹鋼基體表面

2、制備了Fe-Cr-Si-P非晶復合涂層。利用光學顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、顯微硬度計、電化學測試系統(tǒng)和摩擦磨損試驗機等分析了涂層的組織結(jié)構(gòu)、相組成、微區(qū)成分、顯微硬度、耐蝕及耐磨等性能,并研究了激光掃描速度和添加La2O3對Fe基合金復合涂層組織與性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明,激光熔覆層組織主要由表層等軸晶區(qū),中心非晶區(qū)和樹枝晶結(jié)合區(qū)組成,熔覆層與基體呈現(xiàn)良好的冶金結(jié)

3、合。熔覆層中除了非晶相外,還有少量Fe3P和Fe2Si等金屬間化合物相。
　　 激光掃描速度對熔覆層的組織形貌與性能影響很大。當激光功率為3.6kW,掃描速度低于500mm/min掃描速度時,增加掃描速度,可有效抑制結(jié)合區(qū)樹枝晶的外延生長速度,涂層中非晶相的含量增加,涂層的顯微硬度、耐蝕以及耐磨性能也相應增強。當掃描速度為400mm/min時,熔覆層中非晶含量最多,約占整個涂層的47.3％,顯微硬度最大值達到821.3HV0.2

4、,腐蝕電位Ecorr和自腐蝕電流密度icorr分別為-449.3mV和4.337μA/cm2,在100N和200N載荷下摩擦系數(shù)分別僅為0.076和0.081,具有較好的綜合性能。
　　 添加少量La2O3,熔覆層外延生長受到抑制,樹枝晶明顯細化。當La2O3添加量為0.1％時,涂層中非晶含量最高,約占整個涂層的55.2％。熔覆層顯微硬度最高值為903.1HV0.2,Ecorr為-417.5mV,icorrT為4.141μA/c