為提高304不銹鋼表面的摩擦學(xué)性能,采用激光熔覆技術(shù),選取不同激光功率,在304不銹鋼表面原位衍生了Cr₇C₃-Fe₂C/MS₂鎳基高溫耐磨自潤滑復(fù)合涂層,利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）和顯微硬度計等分析測試了復(fù)合涂層的物相組成、顯微組織和顯微硬度,使用HT-1000型高溫摩擦磨損試驗機(jī)測試了涂層在600℃高溫下的摩擦磨損性能。結(jié)果表明:激光功率對涂層物相組成影響不大,涂層物相組成為Cr_0.19Fe_0.7Ni_0.11固溶體、Cr₇C₃/Fe₂C、Ti₂SC/CrS和少量WS₂相;激光功率為1.8 kW時,涂層組織晶粒細(xì)小均勻,涂層平均顯微硬度302.0 HV0.5,比不銹鋼基體提高了約17.4%,涂層平均摩擦系數(shù)為0.35,磨損性能相比基體提高了約1倍;隨著激光功率的提高,導(dǎo)致稀釋率增加,涂層組織缺陷明顯,涂層... 

【文章來源】：材料熱處理學(xué)報. 2020,41(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

激光熔覆層的XRD圖譜

圖3為圖2(a)中方框區(qū)域放大與元素分布圖,可以看出主要組織形態(tài)為灰色連續(xù)的晶粒狀基體與白色規(guī)則型邊界的顆�；蜷L桿組織組成,與圖2中典型組織形態(tài)一致。對比圖3(b)、3(f)、3(g)、3(h)中C、S、Ti、W元素分布,結(jié)合表3中EDS分析結(jié)果可以判斷白色規(guī)則邊界狀顆粒為Ti2SC,白色桿狀組織為CrS與少量WS2,仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn),Fe元素分布最多,說明不銹鋼基體合金化較為明顯,與圖3(c)、3(e)中剩余的Cr、Ni元素形成灰色連續(xù)晶粒狀Cr0.19Fe0.7Ni0.11固溶體,起到增韌、粘結(jié)作用,可以有效改善涂層的高溫力學(xué)性能。表3 圖2中不同區(qū)域的EDS分析結(jié)果Table 3 EDS analysis results of different regions marked in Fig.2 Area Composition/at% Ni Ti C W S Fe Cr A 11.05 0.83 2.46 0.46 0.07 66.93 18.20 B 9.73 1.06 31.43 0.27 0.25 41.86 15.39 C 8.96 7.51 12.15 0.92 5.20 50.53 14.73 D 14.93 2.70 7.49 0.38 2.39 58.47 13.63 E 13.17 1.72 26.11 1.55 1.77 40.48 15.20 F 8.75 12.71 6.33 0.83 10.45 38.67 22.26 G 9.59 36.32 18.38 1.09 19.19 8.84 6.59

激光功率為2.0 kW的N2涂層的平均硬度低于基體硬度,結(jié)合組織SEM照片可以推測原因為:1)熔池冷凝過程中Ti與C活性較高優(yōu)先結(jié)合成TiC,而TiC又與S元素原位合成軟質(zhì)相Ti2SC,熔池中剩余C元素較少,導(dǎo)致硬質(zhì)相生成較少;2)N2涂層硬質(zhì)相組織連續(xù)性差,成顆粒狀晶體與固溶體基體結(jié)合力差,在打磨過程中易脫落;3)激光功率增加的同時涂層稀釋嚴(yán)重,導(dǎo)致Cr7C3和Fe2C硬質(zhì)相燒損率增加,且涂層組織缺陷相對增加。然而,N2涂層熱影響區(qū)域沒有受到基體稀釋的影響,熱影響區(qū)硬度比涂層區(qū)域有一段上升趨勢,分析其原因為涂層底部為熱影響區(qū),該區(qū)域的快速冷凝速度比奧氏體不銹鋼淬火臨界冷卻速度高,致使304不銹鋼基體發(fā)生了馬氏體相變,并熔融于涂層底部,最終由馬氏體組織提高了熱影響區(qū)的性能,表現(xiàn)為涂層底部的顯微硬度高于涂層中上部[14]。圖4 激光熔覆層的顯微硬度曲線

【參考文獻(xiàn)】：
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