TiC增強(qiáng)鈷基合金激光熔覆層組織及性能的研究.pdf

1、閥門(mén)經(jīng)常處于一種較高溫度和壓力的環(huán)境下工作。加上閥門(mén)與自身接觸面或流體中的雜質(zhì)相互摩擦、擠壓，以及流體的沖刷和腐蝕，使得閥門(mén)密封面產(chǎn)生損傷，導(dǎo)致閥門(mén)報(bào)廢。采用激光熔覆工藝對(duì)閥門(mén)密封面進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，可以顯著提高閥門(mén)的使用壽命，給社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
　　試驗(yàn)選取Stellite6、Stellite F和Tribaloy400三種鈷基合金作為激光熔覆材料，并添加一定量的TiC進(jìn)行增強(qiáng)，在304不銹鋼表面制備了一系列鈷基合金激光

2、熔覆層。論文以激光熔覆層表面成形及稀釋率為參考，發(fā)現(xiàn)激光功率為5KW，掃描速度為360mm/min時(shí)，獲得的熔覆層質(zhì)量較好。
　　Stellite6激光熔覆層組織主要由面心立方(fcc)結(jié)構(gòu)的初生固溶體γ-Co相，以及少量Cr7C3、CrFe4、Cr2Ni3、Co3W等相構(gòu)成。添加TiC后，熔覆層主要組成相γ-Co相不變。Cr7C3相變成了Cr3C2和Cr23C6兩相。Stellite F激光熔覆層主要由γ-Co、Cr2Ni3和N

3、i17W3相構(gòu)成，以及少量的Co7W6、Cr23C6、Ni3C等相。添加TiC后，熔覆層又生成了Cr3C2、Co3Ti和TiC等相。Tribaloy400激光熔覆層中主要由面心立方的γ-Co、ε-(Co7Mo6)、Co2Mo3Si相構(gòu)成。添加TiC后，熔覆層又出現(xiàn)了TiC、Cr23C6、Cr2Ti、Co3Ti、Co2Ti等相。
　　Stellite6熔覆層組織結(jié)構(gòu)與Tribaloy400相似，從熔覆層底部由下到上依次為平面晶、柱狀

4、晶、樹(shù)枝晶、等軸晶。Stellite F激光熔覆層從由下到上依次由平面晶、樹(shù)枝晶和等軸晶構(gòu)成。添加TiC粉末后，在生成上述組織的同時(shí)，熔覆層內(nèi)出現(xiàn)了大小不一、形狀各異的塊狀相。當(dāng)添加量達(dá)到20％時(shí)，熔覆層表面均勻布滿塊狀相。其主要由TiC及新生成的鈦的金屬間化合物構(gòu)成。
　　三種鈷基合金激光熔覆層中，Tdbaloy400熔覆層硬度最高，其平均硬度為567HV。常溫磨損試驗(yàn)中，Stellite F激光熔覆層常溫耐磨性能較好，磨損形式

5、以黏著磨損為主。Stellite6、Tribaloy400激光熔覆層常溫耐磨性能較差，磨損形式以磨料磨損為主。高溫磨損試驗(yàn)中，304不銹鋼摩擦系數(shù)最大。Stellite F激光熔覆層摩擦系數(shù)最小，約為0.771，磨損形式以黏著磨損為主。Stellite6與Tribaloy400摩擦系數(shù)相近，磨損形式也相同，均以磨粒磨損為主并伴有少量黏著磨損。這兩種熔覆層高溫耐磨性較好，高溫磨損量?jī)H為304不銹鋼的1/5。在電化學(xué)試驗(yàn)中，Stellite

6、6和Stellite F激光熔覆層耐腐蝕性能較好。Tribaloy400耐腐蝕性與304不銹鋼近似。
　　向三種鈷基合金中添加少量TiC（添加量≤10％）時(shí)，激光熔覆層硬度不升反降，常溫耐磨性能也變差，未展現(xiàn)出添加陶瓷相的強(qiáng)化效果。當(dāng)TiC添加量達(dá)到20％時(shí)，激光熔覆層硬度得到顯著提高，熔覆層平均硬度均在800HV以上。常溫耐磨性能得到顯著提升，常溫耐磨性是304不銹鋼的15倍以上。其磨損形式主要由黏著磨損和接觸疲勞磨損構(gòu)成。耐腐