2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite6涂層的組織及性能研究.pdf

1、汽輪機末級長葉片材料2Cr12MoV不銹鋼在長期服役過程中，水蝕問題非常嚴重，而且受激振力的作用易發(fā)生疲勞斷裂，目前通常采用釬焊司太立合金片的方法來提高其耐水蝕性能，然而釬焊合金片與基材結合不牢且大面積釬焊造成的焊接變形比較大，因此本文采用激光熔覆的方法在2Cr12MoV表面上制備Stellite6耐水蝕涂層。
　　利用半導體激光器，結合同軸送粉系統(tǒng)，在工藝參數(shù)：激光功率為2800 W，掃描速度為8 mm/s，送粉速率為13.56

2、 g/min，尾吹氣流量為15 L/min，保護氣流量為5 L/min可以獲得成形良好、無缺陷、稀釋率低且與基材2Cr12MoV呈冶金結合的Stellite6合金涂層。重點研究了在此工藝參數(shù)下不同掃描路徑對多層多道涂層的組織和硬度的影響。研究結果表明，單向掃描路徑下的多層多道涂層組織呈現(xiàn)明顯的外延生長，層與層之間的搭接區(qū)由于回火的作用導致硬度值有明顯的下降，而交叉掃描路徑下的組織外延生長得到了一定程度的抑制，而且每一層的硬度分布相對于單

3、向掃描路徑也更加的均勻。
　　基材2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite6合金涂層后，其耐磨性能提高了約3倍，耐水蝕性能也得到了明顯的提高。而且其疲勞極限為380 MPa，仍接近于純基材的疲勞極限400 MPa，在經(jīng)過550℃×6 h去應力退火之后，熔覆試樣的疲勞性能有一定程度的提高，甚至優(yōu)于純基材的疲勞性能。分析其疲勞斷口發(fā)現(xiàn)，基材2Cr12MoV的疲勞源一般位于試樣的表面，在疲勞裂紋擴展階段的前期可以看到呈放射狀的二次疲

4、勞臺階，后期可以看到典型的疲勞特征二次裂紋和輪胎花樣，瞬斷區(qū)為較深的韌窩；而熔覆試樣的疲勞源一般位于基材側的棱角處，然后呈扇形由基材向熔覆層一側擴展，最后發(fā)生瞬斷，其中在基材一側的瞬斷區(qū)為韌窩斷裂，但韌窩相對于純基材瞬斷區(qū)的韌窩變淺，而在熔覆層一側則為準解理斷裂和沿樹枝晶斷裂的混合斷裂模式。
　　對比研究了不同掃描路徑對激光熔覆成型Stellite6合金涂層的拉伸性能和疲勞裂紋擴展速率的影響。研究結果表明，單向掃描路徑下沿縱向即平