Fe含量对激光熔覆镍基合金涂层组织与性能的影响
编号:317 访问权限:仅限参会人 更新:2023-03-24 16:29:42 浏览:552次 口头报告

报告开始:2023年04月22日 20:25(Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会场:[H3] 材料表层强化和改性技术论坛晚场 [H3] 表面改性22日晚场

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摘要
       激光熔覆Ni60涂层具有高的硬度和耐磨蚀性,是工业中应用最广泛的镍基合金之一。然而,由于激光熔覆快速加热和冷却的特点,熔覆后的Ni60涂层易开裂,给工程应用带来了较大的困难。Ni60涂层通常由枝晶状的镍基固溶体、Cr的硼化物和碳化物、Ni3Si以及Ni–B–Si三元共晶组织构成。大量富Cr的硼化物和碳化物相析出,提高了涂层硬度和耐磨性。在涂层残余应力作用下,硬质相和合金相界面易产生应力集中,当界面应力超过其强度极限时产生局部开裂现象。为改善涂层性能,大量研究主要集中在两个方面:一是加入强碳化物形成元素如Ta、Ti、Nb等,通过固溶强化和析出相强化提高涂层性能,二是加入陶瓷颗粒如WC、Cr3C2、TiC 等,提高涂层中硬质相的含量。然而,上述方法在提高硬度和耐磨性的同时,也增大了涂层的裂纹敏感性。如在涂层中加入能够促进固溶相生成的合金元素,则有助于减少块状析出相的生成,减少其裂纹敏感性。基于这一思路,本文探讨了Fe含量对激光熔覆Ni60AA涂层组织与性能的影响。
       在Ni60AA中分别加入5wt.%、10wt.%、15wt.%、20wt.%、25wt.%、30wt.%、34wt.%的Fe,采用激光熔覆制备涂层后,对其组织、结构和性能进行了详细的分析和探讨。结果表明,随着Fe含量的增加,激光熔覆Ni基合金涂层组织从椭球状γ-FCC+ 较大的块状富铬相+γ-FCC/(Ni3B+Ni3Si) 三元共晶组织(Ni60AA)逐渐转变为γ-FCC/(Cr, Fe)7C3 共晶组织(Ni60AA+25wt.%Fe),涂层中大的块状析出相逐渐消失,Cr元素的分布更加均匀。不含Fe的Ni60AA涂层表现出最优的耐蚀性,加入5wt.%Fe后,涂层耐蚀性显著降低,但进一步增大Fe的含量,涂层耐蚀性逐渐提高,当Fe含量为25wt.%时涂层耐蚀性上升到极大值。Fe元素的加入有助于细化合金涂层组织,抑制硬质相得析出,提高Cr元素在涂层中分布的均匀性,有助于提高涂层的耐蚀性。但Fe含量过高,过量Fe的氧化物参与钝化膜的形成,涂层耐蚀性降低。加入25wt.%Fe的涂层具有和Ni60AA相近耐蚀性,耐磨性良好且显微硬度远高于基体。随着涂层中固溶相含量的增多、析出相减少也降低了其裂纹敏感性。这为降低涂层成本,促进镍基合金涂层在磨蚀性环境中的应用提供了一个新途径。
 
关键词
激光熔覆;Ni基合金;Fe含量;耐蚀性;涂层
报告人
王灿明
山东科技大学

稿件作者
王灿明 山东科技大学
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  • 会议日期

    04月21日

    2023

    04月23日

    2023

  • 04月20日 2023

    初稿截稿日期

  • 04月23日 2023

    注册截止日期

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