SUS304不銹鋼表面激光合金化Cr-CrB2層的組織及磨蝕性研究.pdf

1、隨著塑料改性技術(shù)的快速發(fā)展，玻璃纖維、玻璃微珠、碳酸鈣等硬質(zhì)填充劑的填充量越來越大，塑料混合機的主要部件—槳葉和簡體的耐磨蝕性經(jīng)受著巨大的考驗?；旌蠙C槳葉和筒體的磨蝕不僅降低了混合機的使用壽命，短期內(nèi)更換槳葉也會降低企業(yè)的生產(chǎn)效益，損壞槳葉的廢棄也是對材料的一種浪費，而且它們的磨耗微?；烊胨芰现袑⒃斐伤芰衔廴?，從而降低塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　 針對槳葉和簡體材料—SUS304奧氏體不銹鋼耐磨蝕性的不足，基于Cr和CrB2粉末優(yōu)良的

2、耐磨和耐蝕性，本文提出了采用激光表面合金化Cr和CrB2粉末的方法來提高槳葉和簡體的耐磨損和腐蝕性能。研究了合金化層的顯微組織、物相、顯微硬度分布、磨損和腐蝕行為，分析了激光加工參數(shù)對顯微組織、物相、硬度、磨損和腐蝕性能的影響，探討了激光加工參數(shù)—組織（物相）一磨損腐蝕機理間的相互關(guān)系，結(jié)論如下:
　　 在SUS304奧氏體不銹鋼表面成功制備了Cr-CrB2合金化層，解釋了合金化層組織的形成機理。分析表明:合金化層與基體呈冶金結(jié)

3、合，其組織由底部平面生長的胞柱狀晶以及中部和頂部的枝晶與共晶組成;激光合金化產(chǎn)生了鉻硼化物、鉻碳化物、鐵硼化物、奧氏體和馬氏體;在優(yōu)化的激光加工參數(shù)下，合金化層的最大顯微硬度為790HV0.1，平均顯微硬度為690HV0.1，約是不銹鋼的3.13倍。
　　 研究了激光加工參數(shù)對合金化層的組織、物相和硬度的影響，結(jié)果表明:低激光功率下，合金化層中出現(xiàn)鉻硼化物，激光功率提高后，合金化層中出現(xiàn)鐵硼化物;合金化層的硬度隨激光功率的增加而

4、下降，隨掃描速率的增加沒有表現(xiàn)出一定的規(guī)律，分析表明其原因是合金化層中的組織、奧氏體相和硬質(zhì)相的種類和成分含量起到不同的作用。
　　 研究了合金化層的磨損性能，分析表明:合金化層的最高相對耐磨性是奧氏體不銹鋼的18.76倍;合金化層的耐磨性隨激光功率的升高而下降，這種趨勢與激光功率對合金化層平均硬度的影響趨勢一致;磨損機理分析表明:當(dāng)激光功率較低、掃描速率較高時，合金化層磨損以剝落為主，磨粒磨損和黏著磨損較少;而激光功率較高、掃

5、描速率較低時，合金化層磨損以磨粒、黏著磨損為主，伴有剝落現(xiàn)象;與不銹鋼基體相比，合金化層具有良好的磨損形貌、低的摩擦系數(shù)，且合金化層的摩擦系數(shù)隨時間的波動較小。
　　 研究了合金化層的腐蝕性能，分析表明:合金化層的耐蝕性得到了提高;合金化層的耐蝕性隨激光功率的升高而降低;合金化層的耐蝕性與其耐磨性呈現(xiàn)矛盾現(xiàn)象;腐蝕機理分析表明:奧氏體不銹鋼基體的腐蝕機理以孿晶晶界腐蝕為主，伴有晶粒上的點蝕，合金化層的腐蝕機理以晶粒間的晶間腐蝕為