激光熔覆制备Fe-Mo-Ni-Si-B非晶纳米晶复合涂层的性能

发布时间：2019-11-21 04:55

【摘要】：利用激光熔覆技术在45钢上制备Fe-Mo-Ni-Si-B涂层,并进行激光重熔处理。借助光学光学显微镜、环境扫描电子显微镜、X射线衍射仪对涂层的组织结构进行研究,并利用维氏硬度计、磨损试验机、电化学工作站等设备分析了重熔前后涂层的显微硬度、摩擦磨损及耐腐蚀性能。结果表明:利用激光熔覆技术能够在45钢上获得冶金结合良好的Fe-Mo-Ni-Si-B非晶纳米晶复合涂层。熔覆层由晶体相和非晶相混合组成,主要的晶体相包括Fe Si、Fe2B、Fe Ni、Fe3Mo及Fe单质。经过重熔处理后,熔覆层组织细化,晶粒更为细小,非晶相比例提高。熔覆层的硬度可达到1007 HV0.1,而重熔层硬度略提高到1076 HV0.1,与基体相比,都提高了5~6倍;与基体相比,熔覆层的耐磨性和耐蚀性得以提高,其中重熔层更是表现出优异的耐磨性和耐蚀性。
【图文】：

第11期付琴等:激光熔覆制备Fe-Mo-Ni-Si-B非晶纳米晶复合涂层的性能图1激光熔覆层与重熔层的XＲD衍射图Fig．1XＲDpatternsoflasercladdingandremeltingcoatings寸可得:激光熔覆试样中Fe单质的平均晶粒尺寸D=15.5nm，激光重熔试样Fe单质的平均晶粒尺寸D=13.0nm。由此可知，涂层是由非晶和纳米晶组成，且重熔处理使晶粒细化。2.2激光熔覆及重熔对涂层显微组织的影响图2(a)、2(b)分别是重熔前后涂层的纵截面金相图，可以看出，在结合区，树枝晶由基体向涂层内部生长，呈现良好的冶金结合。其中图2(b)的涂层有明显的分层结构，最表层为重熔层，与熔覆层相比，重熔层的组织更为细小，这是重熔过程中高能量快速冷却导致。图2(c)、2(d)是重熔前后涂层的表层组织形貌，从2(c)图可以看出，，涂层中出现复杂的晶相结构，大量的针状中间析出相之间分布有白色花瓣状的晶体相和少量的灰色非晶相。从图2(d)可以看出，细小的晶体间镶嵌有灰色无组织形貌特征的区域，经腐蚀后特征仍不明显，应为含非晶量较多的复合相。图2截面形貌(a)熔覆层;(b)重熔层;(c)熔覆层中部;(d)重熔层中部Fig．2Cross-sectionmicrostructure(a)lasercladdingcoating;(b)laserremeltingcoating;(c)middleoflasercladdingcoating;(d)middleoflaserremeltingcoating图3为EDS能谱分析图，a区域为重熔区，b区域为未重熔区，虚线为两个区域的分界线。a、b两个区域相比较，发现b区域中含有大量Mo元素，Fe元素含量较少，而a区域Mo含量较少而Fe含量明显增多，说明b区域含有较多的Fe3Mo，经过重熔处理之后，晶粒细化，Fe3Mo含量减少，非晶相含量增多。图3涂层中硬质相的能谱分析Fig．3EDSofhardphaseofthecoating2.3激光熔覆及重熔对涂层硬度的影响45钢激光熔覆后由涂层?

第11期付琴等:激光熔覆制备Fe-Mo-Ni-Si-B非晶纳米晶复合涂层的性能图1激光熔覆层与重熔层的XＲD衍射图Fig．1XＲDpatternsoflasercladdingandremeltingcoatings寸可得:激光熔覆试样中Fe单质的平均晶粒尺寸D=15.5nm，激光重熔试样Fe单质的平均晶粒尺寸D=13.0nm。由此可知，涂层是由非晶和纳米晶组成，且重熔处理使晶粒细化。2.2激光熔覆及重熔对涂层显微组织的影响图2(a)、2(b)分别是重熔前后涂层的纵截面金相图，可以看出，在结合区，树枝晶由基体向涂层内部生长，呈现良好的冶金结合。其中图2(b)的涂层有明显的分层结构，最表层为重熔层，与熔覆层相比，重熔层的组织更为细小，这是重熔过程中高能量快速冷却导致。图2(c)、2(d)是重熔前后涂层的表层组织形貌，从2(c)图可以看出，涂层中出现复杂的晶相结构，大量的针状中间析出相之间分布有白色花瓣状的晶体相和少量的灰色非晶相。从图2(d)可以看出，细小的晶体间镶嵌有灰色无组织形貌特征的区域，经腐蚀后特征仍不明显，应为含非晶量较多的复合相。图2截面形貌(a)熔覆层;(b)重熔层;(c)熔覆层中部;(d)重熔层中部Fig．2Cross-sectionmicrostructure(a)lasercladdingcoating;(b)laserremeltingcoating;(c)middleoflasercladdingcoating;(d)middleoflaserremeltingcoating图3为EDS能谱分析图，a区域为重熔区，b区域为未重熔区，虚线为两个区域的分界线。a、b两个区域相比较，发现b区域中含有大量Mo元素，Fe元素含量较少，而a区域Mo含量较少而Fe含量明显增多，说明b区域含有较多的Fe3Mo，经过重熔处理之后，晶粒细化，Fe3Mo含量减少，非晶相含量增多。图3涂层中硬质相的能谱分析Fig．3EDSofhardphaseofthecoating2.3激光熔覆及重熔对涂层硬度的影响45钢激光熔覆后由涂层?

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本文编号：2563852