輕合金表面激光熔覆Ni-Zr-Al合金組織與性能.pdf

1、鎂、鋁合金因其密度小，比強(qiáng)度高、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能成為理想的工程材料。但鎂、鋁合金較低耐蝕性和力學(xué)性制約了其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。因此采用激光熔覆技術(shù)提高鎂、鋁合金表面性能。 現(xiàn)在許多已有的熔覆材料體系還遠(yuǎn)不能滿足鎂合金和鋁合金使用性能和工藝性能的需要，鎳基合金因具有良好的耐蝕性、耐磨性，高的強(qiáng)度和硬度，以及與鎂、鋁良好的物化相容性，是鎂、鋁合金表面改性的理想材料。 本文根據(jù)團(tuán)簇線判據(jù)設(shè)計一系列合金成分并對其優(yōu)化，通過組織、性

2、能測試，可知，隨著第三組元Al含量的增加，合金中Ni10Zr7相的相對含量逐漸減少，而Ni21Zr8相的相對逐漸增加，成分由過共晶狀態(tài)逐漸向亞共晶狀態(tài)偏移，當(dāng)Al含量為6at.％時，成分最靠近共晶成分，因此，Ni60.16Zr33.84Al6合金晶粒最細(xì)小，硬度高，熔點(diǎn)低，耐腐蝕性好，成為鎂、鋁合金良好的熔覆材料。 在鎂合金表面激光熔覆Ni60.16Zr33.38Al6合金，由于鎂合金基體的稀釋作用，使涂層中在含有的同時含有少量

3、的Mg，激光功率一定時，隨掃描速度增加，涂層冷卻速度增加，使非晶含量增加，若速度過大，則因成分不能混合均勻，降低約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度，非晶形成能力降低，受此綜合影響，因此，在速度為10mm/s時非晶含量最大；由于受形成非晶和晶粒大小的綜合影響，致使涂層的硬度與掃描速度之間存在最佳匹配關(guān)系，即在掃描速度為10mm/s涂層獲得最大硬度；由于非晶和微晶的復(fù)合增強(qiáng)作用，與鎂合金基體相比，涂層具有較高的耐磨性、耐腐蝕性。 采用激光熔覆工藝在鋁

4、合金表面制備Ni基合金涂層，與鎂合金表面激光熔覆Ni60.16Zr33.38Al6合金的熔覆層相比，除含有相同的Ni10Zr7、Ni21Zr8相外還含有少量的Al，顯微組織均是羽毛狀樹枝晶，由于鋁合金表面易形成致密的氧化膜，影響表面結(jié)合，加入少量的B粉和Si粉造渣，增強(qiáng)表面結(jié)合能力。研究表明，由于受微區(qū)合金溶液成分和結(jié)晶參數(shù)不均勻的影響，沿熔覆層層深的變化，樹枝晶變粗；功率的增加，Ni21Zr8相的含量增加，Ni10Zr7相的含量降低。