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本文用GFT-IVB型7kw横流式CO2激光器在45钢基体表面上进行了Ni60粉末及含有不同百分比SiC的Ni60/SiC混合粉末的激光熔覆试验。通过对不同材料的熔覆层的宏观、微观质量的对比分析,得出了最佳的熔覆材料体系和熔覆工艺参数。利用OM、SEM、XRD等手段进行了熔覆层的相组成和显微组织结构分析的分析,并阐述了激光熔覆过程中SiC对熔覆层的强化机理。利用盘销式磨损试验机进行了45钢、Ni60及含有不同百分比SiC的Ni60/SiC复合涂层的试样的耐摩擦磨损试验,并在观察Ni60、Ni60+25%SiC摩擦磨损形貌的基础上进行了熔覆层材料耐摩擦磨损机制的讨论。利用自制的冲蚀磨损试验机,进行了熔覆试样的耐冲蚀磨损试验,对熔覆层材料耐冲蚀磨损机理进行了探讨。本文最后还利用极化曲线图对熔覆层材料的耐腐蚀性能进行了一些有益的探讨。 激光熔覆工艺参数对熔覆层的宏观形貌、微观组织及涂层性能有极大的影响,在激光熔覆工艺参数为P=3kw,Vs=3mm/s,D=5mm的条件下,所得到熔覆层表面光滑致密、组织细小均匀、稀释率小、硬度高且与基体实现了良好的冶金结合。 微观组织分析表明,熔覆试样由表及里分为三个不同的组织区域:熔覆层、熔覆层与基体之间的结合带、热影响区。熔覆层中不同部位的凝固特征参数不同,形成的组织亦不同,最底部为典型的平面晶外延生长组织,然后呈现胞状晶、胞/枝过渡、枝晶到细小等轴晶的分层凝固特征。 物相分析表明,熔覆层的物相主要是由γ-Ni、Ni2.9Cr0.7Fe0.36、Fe7C3、Fe0.79C0.12Si0.09组成的,而无单独的SiC硬质相存在。这是因为在最优的激光熔覆工艺条件下,熔池的温度远远高于SiC的分解温度,在熔覆的过程中一部分SiC被烧损掉了,另一部分SiC分解为C和Si,它们与熔覆层中的合金元素形成新的硬质相,这些硬质相与涂层中强烈的固溶强化和残余应力一起对熔覆层起增强作用。 摩擦磨损试验表明,Ni60激光熔覆层的耐摩擦磨损性能比45钢基体提高了 浙江工业人学硕士学位论文约个6倍,加入了S汇的复合涂层的耐磨性能比单纯的Ni60自熔合金涂层的耐磨性能又有显著的提高,在相同工艺条件下,加入25%SIC后耐摩擦磨损性能比Ni60又提高了 30W50o。另外,不论Ni60还是Ni60/SIC复合涂层的耐冲蚀性能都比原45钢基体有大幅的提高。 腐蚀试验表明,不论是Ni60涂层还是Ni60/S汇复合涂层的腐蚀电流密度都远小于45钢,说明熔覆层在所用的腐蚀介质中的腐蚀速率远比45钢小,但加入SIC后的复合涂层的耐蚀性能反而有所下降。