激光熔覆納米貝氏體涂層的組織與性能研究.pdf

1、本文采用CO2激光熔覆逆向同步送粉法，熔覆粉料化學成分按照(wt.％)Fe-0.78C-1.49Si-1.95Mn-0.97Cr-0.24Mo-1.6Co-0.99Al制備而成，欲獲取具有良好硬度和強韌性能的納米貝氏體涂層。
　　系統(tǒng)分析了改變激光掃描速度Vs、預熱溫度及送粉速度Vp等參數對熔覆層表面成形及稀釋率的影響，確定最優(yōu)參數為：Vp=30g/min，激光功率P=7KW，防氧化保護罩內氬氣流量Vflow=20L/min，Vs

2、取值范圍：0.5-1.0m/min。同時利用自配和熔煉兩種制粉工藝制備化學成分相同的熔覆粉料，系統(tǒng)研究不同制粉工藝對激光熔覆涂層質量的影響。實驗結果表明，熔煉粉料得到的熔覆層質量最佳。熔覆層表面成形良好，無明顯氣孔及裂紋；熔覆層微觀組織均勻性良好，無明顯偏析和夾雜。
　　系統(tǒng)研究了無焊后熱處理，200℃和300℃實時焊后熱處理三組不同熱處理工藝對納米貝氏體組織轉變的影響（以下簡稱室溫，200℃和300℃）。結果表明：室溫時，經水冷

3、淬火熔覆層組織為非常細密的板條馬氏體+殘余奧氏體。200℃時，等溫保溫24h成功獲得納米貝氏體組織。貝氏體鐵素體板條厚度為50～80 nm，貝氏體鐵素體之間為厚度約10～30 nm的殘余奧氏體薄膜；殘余奧氏體以及貝氏體板條晶粒內部及其周圍均存在高密度的位錯和大量位錯纏結。300℃時，等溫保溫4h和24h均同樣得到納米貝氏體組織，但殘余奧氏體體積含量略有增多。此外，提高激光掃描速度，因晶粒細化，導致貝氏體轉變速度加快，殘余奧氏體體積含量增

4、多，即提高激光掃描速度與提高保溫溫度對貝氏體轉變具有一致的影響。
　　系統(tǒng)研究了制備的納米貝氏體涂層隨熱處理工藝變化在硬度、拉伸等力學性能的變化規(guī)律。熔覆層硬度隨激光掃描速度的提高而增加，隨殘余奧氏體體積含量的增加小幅降低。200℃時，激光掃描速度為0.5m/min，保溫24h和48h水冷淬火，熔覆層顯微硬度平均值分別為422.4HV1.0和334.3HV1.0，硬度值較低，可能是由于貝氏體轉變不完全及殘余奧氏體體積含量較高所致；