铁基合金及其纳米复合材料激光熔覆层研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要冲压模具材料45钢和T8A在长期使用过程中，模具接触面会发生磨损、变钝和崩刃，所以运用表面改性技术修复受损模具有较高的实际价值。本文采用激光熔覆铁基合金和纳米复合材料对45钢和T8A试样块上进行了涂层的设计与制备，以研究在两种材料上熔覆的可行性。通过不同的工艺参数对涂层表面进行了单道和多道搭接激光熔覆试验，利用光学显微镜与扫描电镜等分析了熔覆层的组织，对熔覆层的显微硬度进行了测试，最后探讨工艺参数和纳米Al2O3的加入量对熔覆层的微观形貌，内部组织和显微硬度的影响。激光熔覆铁基合金的实验表明：通过优化加工工艺参数，在基体45钢和T

2、8A的表面上获得了表面质量较好，内部无裂纹夹杂气孔的熔覆层；粘结剂选用无水酒精对提高熔覆的工艺有明显的效果；两种熔覆层表面硬度相比基体都得到了不同程度的提高；45钢和T8A熔覆层显微组织是平面晶和树枝晶共同组成，内部组织为隐晶马氏体和铁素体的混合组织，并有多种合金分布在枝晶之间。激光熔覆纳米复合材料试验表明：通过优化激光工艺参数，在T8A上获得了表面质量较好，内部无裂纹、夹杂和气孔的熔覆层。复合涂层相比不掺入Al2O3的铁基合金而言，显微硬度有了明显提高。并且随着加入的Al2O3的增高，复合熔覆层的晶粒逐渐细化，显微硬度逐渐提高；纳米复合熔覆层的内部形貌为骨

3、架形的树枝晶和平面晶共同组成，显微组织为隐晶马氏体和铁素体的混合组织，增强相Al2O3弥散分布于枝晶之间。关键词：激光熔覆;铁基合金粉末;纳米Al2O3;复合材料涂层I华中科技大学硕士学位论文Abstract45steelandT8Astampingdiearewidelyusedinindustrialmaterials.Inthelong-termprocessing,themoldsurfacewearfaster,andchangeblunt.So,itisurgenttoimproveitsperformanceinuseofsurfacemodi

4、ficationtechnology.Inthispaper,thecoatingofthelasercladdingiron-basedalloysandnanocompositesonthesurfaceofT8Aof45steelaredesignedandprepared.Thecrosssectionofsingletrack,multitrackofthecoatinghavebeenexaminedtorevealthemicrostructureandphasecompositionusingopticalmicroscope,SEM.Att

5、hesametime,themicrohardnessmultitracksofcoatingaretested.Atlast,theinfluencesofparametersandtheamountofnano-Al2O3onmicrostructureandmicrohardnessofthecoatingarestudied.Lasercladdingiron-basedalloyexperimentsshowthat:byoptimizingtheprocessparameters,thecoatingwhichisbetterandnon-cra

6、ckhavebeengotonthesurfaceof45steelandT8A;binderselectionofethanolImprovethecladdingtechnologyhasobviouseffectsofthetwo-surfacehardnesshavebeenvaryingdegreesofimprovementin45steelandT8Acladdinglayermicrostructureiscrystalplaneanddendritictogether,theinternalorganizationforthehiddenc

7、rystalBodyandferritemixedorganizations,andavarietyofalloysinthedistributionbetweenthedendrite.LaserCladdingnanocompositesexperimentsshowthat:byoptimizingthelaserprocessingparameters,T8Aonthesurfacequalitywasbetter,crack-freewithintheporosityoftheinclusionofcladdinglayer.Comparedton

8、on-compositecoatingAl2O3in