利用激光熔覆法加工制備了添加氧化釔納米顆粒的17Cr2NiSi合金鋼涂層。研究了氧化釔對微觀結(jié)構(gòu),微觀硬度,耐熱以及耐滑動摩擦的影響。結(jié)果表明釔元素在合金涂層中與硅氧富集結(jié)合,并小于1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）添加的納米氧化釔在合金涂層成型過程中促進(jìn)樹狀晶向纖維晶轉(zhuǎn)變,并且降低涂層主相在600℃高溫的氧化腐蝕過程,改善表面摩擦的塑性剝離,從而使鐵合金涂層的氧化損失最高降低90%,表面摩擦系數(shù)最多降低10%,明顯改善了鐵合金的耐熱氧化與耐磨性能。 

【文章來源】：稀土. 2020,41(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

鐵合金粉體及納米氧化釔在鐵粉表面

激光熔覆鐵基合金涂層的晶體結(jié)構(gòu)由XRD測試可以發(fā)現(xiàn),如圖2所示,在不同納米氧化釔添加量的鐵基合金涂層晶體結(jié)構(gòu)中,均以Fe-Cr和α-Fe相為主相,其峰位在44.5°和64.5°,未發(fā)現(xiàn)其它明顯峰位。通過SEM背散射掃描合金涂層樣品探究微量納米氧化釔添加對鐵合金涂層微觀結(jié)構(gòu)的影響,如圖3所示,首先在未添加納米氧化釔(圖3a)與添加0.50%納米氧化釔(圖3b)的合金涂層樣品在背散射測試條件下,無明顯晶界與相界,而合金內(nèi)存在大量彌散分布的球型顆粒,通過能譜掃描(圖3c、3d)可以確認(rèn)為硅的氧化物,是該商用材料體中增加材料潤濕性的少量Si,在激光高溫處理過程中形成的μ級第二相;其次,在添加微量氧化釔后合金涂層中的硅氧化物第二相顆粒尺寸與分布出現(xiàn)了明顯差異,即添加納米氧化釔后Si第二相顆粒分布更均勻,尺寸更小,同時考慮到在高能量激光作用下,Y元素會形成具有親氧性的Y3+,易于于合金中的氧結(jié)合,因此對合金樣品Si第二相顆粒進(jìn)行局部元素(Fe、Si、O、Y)面掃描,由圖3c和圖3d可以發(fā)現(xiàn),未添加納米氧化釔的合金材料樣品(圖3c)中Si-O顆粒內(nèi)沒有明顯的Y元素分布,而添加納米氧化釔的合金材料樣品(圖3d)中檢測到了Y元素的分布,證明納米氧化釔通過激光高能量密度(2000 ℃～2500 ℃)熱分解為Y離子,并且Y離子在冷卻過程中與Si第二相中的O元素結(jié)合。最后通過表面電化學(xué)腐蝕處理發(fā)現(xiàn),未添加納米氧化釔的合金呈現(xiàn)樹狀晶結(jié)構(gòu)(圖3e);添加了0.50%納米氧化釔的涂層樣品(圖3f)呈現(xiàn)纖維晶結(jié)構(gòu),表明納米氧化釔促進(jìn)了鐵合金的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和細(xì)化晶粒。

通過SEM背散射掃描合金涂層樣品探究微量納米氧化釔添加對鐵合金涂層微觀結(jié)構(gòu)的影響,如圖3所示,首先在未添加納米氧化釔(圖3a)與添加0.50%納米氧化釔(圖3b)的合金涂層樣品在背散射測試條件下,無明顯晶界與相界,而合金內(nèi)存在大量彌散分布的球型顆粒,通過能譜掃描(圖3c、3d)可以確認(rèn)為硅的氧化物,是該商用材料體中增加材料潤濕性的少量Si,在激光高溫處理過程中形成的μ級第二相;其次,在添加微量氧化釔后合金涂層中的硅氧化物第二相顆粒尺寸與分布出現(xiàn)了明顯差異,即添加納米氧化釔后Si第二相顆粒分布更均勻,尺寸更小,同時考慮到在高能量激光作用下,Y元素會形成具有親氧性的Y3+,易于于合金中的氧結(jié)合,因此對合金樣品Si第二相顆粒進(jìn)行局部元素(Fe、Si、O、Y)面掃描,由圖3c和圖3d可以發(fā)現(xiàn),未添加納米氧化釔的合金材料樣品(圖3c)中Si-O顆粒內(nèi)沒有明顯的Y元素分布,而添加納米氧化釔的合金材料樣品(圖3d)中檢測到了Y元素的分布,證明納米氧化釔通過激光高能量密度(2000 ℃～2500 ℃)熱分解為Y離子,并且Y離子在冷卻過程中與Si第二相中的O元素結(jié)合。最后通過表面電化學(xué)腐蝕處理發(fā)現(xiàn),未添加納米氧化釔的合金呈現(xiàn)樹狀晶結(jié)構(gòu)(圖3e);添加了0.50%納米氧化釔的涂層樣品(圖3f)呈現(xiàn)纖維晶結(jié)構(gòu),表明納米氧化釔促進(jìn)了鐵合金的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和細(xì)化晶粒。2.2 耐磨性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Effect of rare earth elements and their oxides on tribo-mechanical performance of laser claddings: A review[J]. M.M.Quazi,M.A.Fazal,A.S.M.A.Haseeb,Farazila Yusof,H.H.Masjuki,A.Arslan.  Journal of Rare Earths. 2016(06)



本文編號：3035582