激光熔覆納米陶瓷增強鎳基復合涂層的組織與性能研究.pdf

1、腐蝕是導致很多設備在高溫高壓或腐蝕介質等惡劣環(huán)境下?lián)p壞失效的重要因素，其往往是從工件與腐蝕介質相接觸的表面開始，因此利用激光熔覆技術在鋼結構表面加工一層特殊的耐蝕熔覆層是解決這一問題的有效方法之一。本文在Q345R鋼表面制備了Ni60A激光熔覆層、Ni60A+納米Al2O3激光復合熔覆層、激光重熔熱噴涂純鋁涂層和激光重熔熱噴涂純鋁涂層+(Ni60A+12％納米Al2O3)復合涂層，優(yōu)化了激光加工工藝參數(shù)，研究了熔覆層及重熔涂層的組織及耐

2、蝕性。
　　研究表明，當激光功率為2500W，光斑選用圓形且直徑大小為4mm，掃描速度為5mm/s，Ar氣流量15L/min、1mm的預置粉末厚度、25％的搭接率時，Ni60A熔覆層表面質量與性能最好;在其他參數(shù)不變的情況下，Ni60A+納米Al2O3激光熔覆最佳的功率大小為2200W，激光重熔熱噴涂純鋁涂層的最佳功率大小為1200W。
　　Ni60A熔覆層主要由枝晶及分布在周圍的條塊狀的碳化物、硼化物共晶組織組成，主要物相

3、有γ-(Ni，F(xiàn)e)、CrB、Ni3B、M23C6、M7C3等，其中M表示Cr、(Ni，F(xiàn)e)。在Ni60A+納米Al2O3復合熔覆層中，隨著納米Al2O3含量的增加，熔覆層組織明顯細化，組織成分明顯趨于均勻，依次有Ni3Al、Al13Cr2、AlCr3B4、AlB2、Al82Fe18等相出現(xiàn)，無明顯Al2O3相出現(xiàn)。熱噴涂純鋁涂層中只有Al單質相，激光重熔后涂層組織轉變?yōu)镕eAl和Fe3Al相，組織物相發(fā)生明顯改變。同時，涂層組織由相

4、互交錯、堆疊的噴涂顆粒轉變?yōu)榫鶆虻蔫F鋁金屬間化合物組織。而在噴涂純鋁涂層表面添加Ni60A+納米Al2O3復合粉末激光重熔后，涂層組織中主要物相有γ-(Ni，Cr,Fe)、Ni3Al、Ni3Fe3B2、CrFeC0.45等，說明重熔過程中納米Al2O3發(fā)生分解，純鋁涂層中的Al元素也與其他元素產生反應，過渡到了熔覆層中。
　　通過電化學腐蝕試驗和浸泡腐蝕試驗研究了各個涂層的耐腐蝕性能。Ni60A激光熔覆層的耐蝕性明顯好于Q345R