原位自生TiC-VC增强Fe基激光熔覆层组织细化及其性能研究

发布时间：2025-04-26 21:57

　　钢铁材料是工业化进程中不可或缺的金属材料,广泛应用于社会生产和生活的各个领域。然而,由于材料失效造成了巨大的资源浪费,表面工程可改善金属材料的表面性能,减少资源浪费,提高绿色生产水平。激光熔覆作为一种新的表面强化与修复技术,可明显提高材料表面的耐磨、耐蚀及抗氧化等性能,既可满足实际应用要求,又可节约大量的贵重合金元素。本文以原位自生TiC-VC增强Fe基激光熔覆层组织细化及其性能为研究对象,采用Fe-Ti-V-C系合金粉末开展熔覆实验,研究了脉冲激光工艺参数（脉冲频率与占空比）、合金粉末粒径对Fe基熔覆层组织尺寸及其性能的影响。针对脉冲激光工艺参数研究时发现,随占空比从65%增加到95%,TiC-VC粒径减小,熔覆层硬度升高。随脉冲频率从5 Hz增加到5000 Hz,TiC-VC粒径先增加后减小,硬度和耐腐蚀性先减小后增大。脉冲频率为5 Hz时制备的熔覆层性较好。激光熔覆扫描速度增大,热输入减小,熔宽也随之减小。一定范围内,TiC-VC粒径随扫描速度增加先减小后增大,熔覆层硬度先升高后降低。在探究合金粉末粒径对Fe基熔覆层组织尺寸及其性能的影响时,结果表明,熔覆层中的TiC-VC颗粒平均...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1预置式激光熔覆示意图

激光熔覆合金粉末在称粉后,利用V型混粉机约120分钟均匀混合。混粉完成后,采用预置式方法进行合金粉末预置,方法示意如图2.1所示。采用水玻璃作为粘结剂同合金粉末均匀混合成膏状,预涂覆在基体表面,预置层厚度约为1.0mm,合金粉末涂覆完成后,晾干再进行烘干处理。2.2.2熔覆层性....

图2.2电化学工作电极示意图:(a)正面;(b)侧面

电化学试样:试样尺寸长宽为10mm×10mm×8mm,用不同型号的水砂纸和金相砂纸由粗到细逐一研磨。然后将导线用锡焊焊接在覆层试样的低碳钢基体上,用熔融的石蜡密封试样,露出工作面,测量面积,试样示意图如图2.2所示。在电化学测试之前,依次用无水乙醇、蒸馏水擦拭样品的工作表面....

图2.3 Gamary Interface 1000型电化学工作站

实验采用动电位扫描法进行极化曲线的测量,其动电位的扫描范围设置为相对于开路电位±1V,动电位的扫描速率设置为4mV/s,极化曲线测试完成后利用扫描电镜观察熔覆层的腐蚀形貌。3.1脉冲波激光熔覆工艺参数调整

图3.1熔覆层表面和横截面形貌(a)3S1;(b)3S2;(c)3S3;(d)3S5

图3.1为熔覆层成型宏观形貌及横截面形貌示意图。结果表明,激光熔覆层的成型有所改善,熔深逐渐增大,说明热输入随占空比的增大而增加。此外,熔覆层的孔隙率随着占空比增大而减小,这是由于熔覆时的热输入增加,熔池存在时间相对较长,熔池中的气体有时间溢出。当占空比增大到95%时,熔覆层较厚....

本文编号：4041427