激光熔覆co基合金mosilt2gt复合涂层组织及性能研究

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1、硕士学位论文摘要Co基合金及MoSi2具有良好的高温性能。但激光熔覆纯MoSi2或(Mo+2Si)粉末都存在易开裂、成型性差等缺点，而Co基合金在熔化时具有很好的润湿性，有利于获得致密性好和光滑平整的熔覆层。故选择熔覆Co基合金／MoSi2混合粉末可获得质量很好的熔覆层，且涂层具有很好的抗氧化性能和耐蚀性能。由于304不锈钢在工业领域应用比较广泛，在其表面制备Co基合金／MoSi2复合涂层既建立了304不锈钢与MoSi2之间的连接，同时可提高304不锈钢表面的抗氧化和耐蚀性能。所以，本文利用C02激光器，采用激光熔覆技术在

2、304不锈钢表面制备了Co基合金／MoSi2复合涂层。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(Ⅺ国)、电子探针(EPMA)、硬度计、磨损实验机、电化学分析仪等检测手段，主要研究内容如下：首先，对本试验条件下的激光熔覆工艺参数进行优化，确定了本试验的优化工艺参数为：激光输出功率严2．2～2．6kW，光斑直径胪5nⅡn，扫描速度净8删：11／s，氩气保护。在优化工艺参数下制备的涂层与基体之间实现了牢固的冶金结合。由于是激光单道单层扫描，熔覆层的宏观形貌呈“月牙”状。在热影响区的组织比较粗大，随着离熔池距离的增

3、加，涂层组织逐渐细化，表层组织最细小。其次，激光熔覆Co基合金+MoSi2混合粉末中MoSi2的含量对涂层的组织有显著的影响。未添加MoSi2时，Co基合金涂层的组织均匀，但比较粗大；添加MoSi2之后，涂层组织明显细化，说明添加MoSi2能起到细化晶粒的作用；另外，凝固速度和熔池中MoSi2的浓度对重新析出MoSi2的生长形貌具有一定影响。当MoSi2的含量很少时(0—20讯％)，MoSi2完全溶解并固溶于共晶组织中，未能析出新的Mosi2，随着MoSi2的继续增加(大于30砒％)，会有新的MoSi2析出，MoSi2形貌

4、多样化，如花瓣状、星状、毛虫状、竹叶状等。激光熔覆Co基合金+Mosi2混合粉末中MoSi2的含量对复合涂层的平均显微硬度有显著的影响。随着涂层中MoSi2含量的不同，Co基合金／MoSi2涂层的硬度也呈现出梯度分布特征。当MoSi2的含量达到40似％时，复合涂层的平均硬度最大为1455HV。最后，室温下干滑动磨损实验表明，与基体材料相比较，复合涂层都具有很好的耐磨性能。磨损过程中，硬质相颗粒可有效的承担载荷。硬质相被新生成的崮溶体包围，能显著抑制接触表面的塑性变形，阻止微裂纹的扩展，降低磨损量：另外，激光熔覆层中细小晶粒

5、的形成对提高耐磨性也是有利的。室温下，利用电化学腐蚀方法测试了基体及复合涂层在3．5％NaCl溶液中的耐点蚀性能实验表明，Co基合金／MoSi2复合涂层的(历一易)值呈梯度分布特征。当MoSi2的含量在10％～30％时，Co基合金／MoSi2复合涂层的(历一历)值均低于304不锈钢基体的，即此时复合涂层的耐点蚀性能比基体的好。所以，为了使304不锈钢基体表面耐点蚀性能得到改善，复合涂层中MoSi2的含量应该控制在lO％与30％之间。关键词：激光熔覆；Co基合金／MoSi2；复合涂层；显微组织；磨损；点蚀llI激光熔覆Co基

6、／Mosi2复合涂层组织及性能研究AbstractCobaSedalloy锄dMoSi2haIveeXCellentlli班temperatureproper够．HoweVer，laSercladdh培pureMoSi2or叫o+2Si)powderisbadbccauseofcr2I玉【，p00r瑚loldabil时趾d∞onnaw．CobaSedalloyh乏峪be他r、Ⅳettingproper魄ⅡlecompaCt觚dsnloomcoatingbef．abricated．Sotllebettercoatingc锄b

7、egotbyl嬲ercladdiIlgCobaSedalloy／MoSi2powder，butthccoatingt粥excellentresistant0)【idationandcorrosionresist觚t．TheCobaSedalloy／MoSi2compositecoatingw觞falmcated0nmeSllrf．aceof304s臼试Illesss钯elbec卸seof砥ex_tensiveapplication．Itnotonlyest；ablishes缸1elilll【bet、№en304s咖丘nle

8、sssteelandMoSi2，butalsoeIiImcestIleresistanto越eLationandcorrosionresistaIltonⅡ地吼—‰∞of304删lllesS咖e1．SobaSed0nC02las％nleCo娥dm10y／MoSi2compos沁coat啦w弱fabric