激光熔覆高铬铁基/Ti熔覆层组织与性能研究

发布时间：2025-06-24 04:27

　　本文采用“好钢用在刀刃上”的思想,利用激光熔覆同轴送粉技术将高性能的合金粉末熔化涂覆在刃口处,而基体则是普通的3Cr13马氏体不锈钢,从而改善了国内刀具量大而质不高的生产现状,提高刀具的国际竞争力,打破国外对高端刀具垄断的现状。选用具有高硬度、高耐磨的高铬铁基合金粉末,该合金被广泛用于石油、矿山、刀具等一些耐磨工件的表面,但是由于成分中含有较高的Cr、C含量,因此在熔覆过程中主要存在两个问题:（1）熔覆层容易产生裂纹,对熔覆工艺要求比较苛刻;（2）在最优的工艺参数下,熔覆层的耐腐蚀性能达不到高端刀具的使用要求。因此,需通过设计正交试验,调节激光功率P、送粉速度V_f、激光扫描速度V_g三个参数优化熔覆工艺;通过向基础粉末高铬铁基中添加不同含量的Ti,研究Ti的添加对熔覆层组织与性能的影响。结果表明:熔覆层的宽度、高度与激光熔覆工艺参数（激光功率、送粉速度、扫描速度）息息相关。在最佳熔覆工艺下,由于熔覆层中凝固条件不同,其组织分为三个区域:枝晶区、细晶共晶区、粗晶区,使得熔覆层硬度呈阶梯分布;而且三个晶区裂纹扩展路径也有所区别,在熔合线附近和熔覆层中部均为沿晶断裂,由于...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2激光加工微观结构示意图

图1.3激光熔覆技术分类：(a)预置送粉式示意图；(b)同步送粉式示意图；(c)同步送丝式示意图

由于向熔池中添加的材料类型和数量不同，将产生三种不同类型的加工艺（激光熔覆、激光合金化、激光非晶化）。图1.2为激光加工微观结构示意图在激光合金化中，少量粉末被注入熔池中，因此，可以得到熔池区域内两种料的的均匀混合[14]；激光熔覆与激光合金化相似，不同之处在于基体的稀释被保....

图1.8为修正后的Fe-Cr-C三元相图模型

超声雾化粉末方法分类烧结破碎粉末气、水雾化粉末耐磨性粉末性能特点分类耐腐蚀性粉末耐热性粉末图1.7激光熔覆粉末的种类划分材料的研究现状的C含量和Cr含量Fe-Cr-C合金称、高硬度以及优异的抵抗冲击的能力磨工件的表面。1970年，Jackson建技术的发展....

图2.1高铬铁基粉末形貌

其力学性能见表2.2。表2.13Cr13马氏体不锈钢化学成分（wt.%）表2.23Cr13马氏体不锈钢力学性能的熔覆层基体粉末材料为高铬铁基粉末，粉末要成分见表2.3所示。高铬铁基粉末中C、Cr高硬度和良好的耐磨性，被广泛应用于各种恶扫描电镜下的形貌见图2.....

本文编号：4052484