本文將10%TiC/Co基合金粉末采用光纖激光熔覆于球墨鑄鐵表面,制備TiC/Co基合金熔覆層,主要研究了激光參數(shù)、添加TiC的粒度對熔覆層組織性能及熔覆層中TiC的形貌分布的影響規(guī)律,優(yōu)化工藝參數(shù),并與CO₂激光制備的熔覆層進(jìn)行對比,通過研究獲得結(jié)果如下:（1）球墨鑄鐵表面熔覆TiC/Co基合金熔覆層無氣孔、裂紋等缺陷,與球墨鑄鐵基體呈現(xiàn)冶金結(jié)合。熔覆層組織由結(jié)合區(qū)發(fā)達(dá)樹枝晶、中層等軸枝晶和表層細(xì)小等軸枝晶組成,成分由γ-Co、TiC、CoC_x、Cr-Fe-Ni和少量的Cr₇C₃等相組成。（2）熔覆層中的TiC以未完全溶解的顆粒狀或溶解后重新析出的枝晶狀存在;隨著加入TiC粒度的增加,熔覆層組織細(xì)化,TiC含量增加,分布更均勻。（3）熔覆層硬度隨著與基體距離增加逐漸增大,在表層有明顯增加。實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),近表層硬度隨著激光功率的降低、掃描速度的增加或TiC粒度的增加而變大,最高硬度為1120.1HV_0.2,較基體提升3.7倍。（4）光纖激光器熔覆TiC/Co基合金最優(yōu)工藝參數(shù):添... 

【文章來源】：沈陽航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TiC顆粒(左)及TiC/Co合金混合粉末(右)SEM像

圖 2.2 激光熔覆設(shè)備原理示意圖分析及硬度測試察覆的合金熔覆塊中心位置，用線切割制取試樣，截取 10m光熔覆層的表面。把需要觀察的金相樣品從 240#砂紙開始樣表面平整，磨制方向交錯，最終采用 1200#砂紙磨制金相劃痕或者無深劃痕，然后使用 P-2T 型金相試樣拋光機(jī)將試用粒度為 W1-1.5 的拋光膏進(jìn)行拋光。拋光后用水沖洗、吹混合腐蝕液進(jìn)行腐蝕，腐蝕時間為 20-30s，然后用純凈水成后，采用 GX71 型 Olympus 光學(xué)顯微鏡進(jìn)行組織形貌觀樣品晶粒尺寸，各區(qū)域組織及分布。子顯微鏡分析電鏡所需試樣尺寸對試樣進(jìn)行統(tǒng)一化處理，并對試樣進(jìn)行

圖 3.1 光纖激光熔覆 TiC/Co 基合金熔覆層組織形貌: (a)熔覆層微觀形貌; (b)熱影響區(qū); (c)結(jié)合區(qū)(d)結(jié)合區(qū)組織放大圖; (e)熔覆層中部; (f)熔覆層近表層由于激光的特點(diǎn)，熔覆過程存在如下特點(diǎn)：(1) 受激光影響，基體表面熔化，形成與基體緊密接觸的熔體熔池，熔體與熔化的合金粉末產(chǎn)生機(jī)械混合；(2) 在基體與熔池的界面處存在球墨鑄鐵和熔覆合金材料的混合組織，即所謂的熔覆合金的稀釋，在凝固時，界面處的固體球墨鑄鐵可成為熔體凝固的異質(zhì)形核基底；(3) 冷卻條件好等。理論上熔覆層結(jié)合區(qū)凝固時，通過球墨鑄鐵基體進(jìn)行熱傳遞，有較快的冷卻速度和較大的溫度梯度，凝固后會形成胞狀晶或平面晶，但是實(shí)際上，上述這些因素促使凝固時結(jié)合區(qū)處熔體中凝固初生相會以基體組織為異質(zhì)形核質(zhì)點(diǎn)形核，在基體與熔體表面向著熔體內(nèi)部快速外延生長為發(fā)達(dá)的樹枝晶，如圖 3.1c，熔覆層與基體的冶金結(jié)合更為牢固[13]。熔覆層的熱影響區(qū)組織如圖 3.1b 所示，激光輻照使 Co 基合金粉末和基體表層快速熔化形成熔池的同時，與其相鄰的球墨鑄鐵基體中含有的大量高碳相，在加熱過程中也發(fā)生了相應(yīng)的變化，球墨鑄鐵因加熱而溫度升高，發(fā)生奧氏體化，高碳相中的碳原子會擴(kuò)散并溶入奧氏體中，冷卻時，由于激光熔覆快速冷卻的特點(diǎn)，奧氏體中碳平衡濃度雖然又下降，但是由于 C 元素在過冷奧氏體相變時來不及擴(kuò)散，進(jìn)行無擴(kuò)散性相變形成碳過飽和

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3253395