Ni60合金激光熔覆层组织和力学性能研究

发布时间：2016-11-24 05:13

  本文关键词：Ni基复合粉末激光熔覆层组织与性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《燕山大学》 2012年

Ni60合金激光熔覆层组织和力学性能研究

姚远  

【摘要】：本文以Ni60自熔性合金粉末为熔覆材料，45号钢为基体材料，研究了工艺参数对单道激光熔覆层的宏观特征、显微结构、力学性能等方面的影响。 实验结果表明：熔覆层和基体材料间实现了冶金结合；当扫描速度逐渐增大时，熔覆层的宽度、熔覆层的高度、熔池深度和稀释率逐渐减小，，接触角逐渐增加；激光功率逐渐增加时熔覆层的宽度、熔池深度、接触角和稀释率将会逐渐增加，熔覆层的高度逐渐减小。接触角和稀释率是熔覆层成形质量的一个重要控制标准。 Ni60合金的显微结构由γ-Ni固溶体、铬硼化物CrB、镍硼化物Ni3B和Ni2B、碳化物M_7C_3和M_(23)C_6等物相构成。熔覆层与基体结合界面处为典型的树枝晶，熔覆层中部为柱状树枝晶或者较粗大的树枝晶，熔覆层的顶部为胞状晶或者柱状晶，这些显微结构的变化主要是由较大的温度梯度和较快的冷却速率决定的。随着稀释率的增大，涂层与基体之间的元素扩散能力越大，熔覆层中的Fe元素的百分含量逐渐增大，而Ni、Si、Cr元素百分含量逐渐降低。 结合纳米压痕技术分析了从基体材料到熔覆层顶部硬度呈明显的梯度分布规律，与基体材料的硬度3.1GPa相比，激光熔覆层的硬度值为11-14GPa，是基体材料的4倍左右。当激光扫描速度逐渐增大时，获得的熔覆层的硬度逐渐增大，摩擦系数逐渐降低；当激光功率不断增大时，硬度逐渐减小，摩擦系数逐渐增加；摩擦系数的大小很大程度上取决于熔覆层的表面硬度。硬度分布规律转折点的位置变化、宏观特征结合界面的位置变化和显微结构转变点位置的变化规律一致，说明熔覆层的显微结构决定其力学性能。

【关键词】：
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG174.44
【目录】：

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