激光制备wc及原位tic陶瓷增强复相涂层

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1、摘要利用激光熔覆技术，分别在镍基高温合金GH864表面预置配比不同的NiSiTi+WC，NiSiTi+(Ti+Q，及在工业纯钛TA2表面预置C、TiC、m+Q、(rn+砷C)、ffi+C+WC)粉末，制备了与基材呈冶金结合的陶瓷增强金属基和金属间化合物基复合涂层。采用XRD、SEM、EDAX、EPMA等手段对熔覆层的显微组织进行了分析，利用HVS．1000型显微硬度计对激光熔覆层的硬度进行了测量，并对过程中的反应进行了分析。结果表明，在GH864表面激光熔覆Ni78sil3Ⅲ9+WC预置粉末，制备的金属间化合物基复合涂层组成相为Ni固溶体、Ni3(si，面)金属

2、间化合物、(面，voc碳化物；激光熔覆Ni78Sil3Ti9+(Ti+Q复合涂层组成相为Ni固溶体、Ni3(Si，Ti)金属间化合物、TiC。熔覆层显微硬度曲线均由硬度最高的熔覆层区、硬度中等的热影响区、硬度最低的基材区三部分组成；20wt％(Ti+C1熔覆层显微硬度最高，平均值达Hv780，是基体材料的2．5倍。熔覆层硬度提高的主要原因是熔覆层中生成了细小的TiC颗粒。在TA2上分别预置C粉、币C、(n+C)、(rn+面C)，制备的涂层均由TiC增强相和0t．'-Ti组成；激光熔覆∞+C+wC)涂层由IX'-Ti、W、TiC、(啊，w)c复相陶瓷组成。(，n，

3、w)c的生成是因为在熔覆过程中，高温液态熔池中部分熔融的WC与液面原位反应生成TiC，进而生成fri，w)c。通过建立简单模型，解释了复相陶瓷(Ti。W)C碳化物的生成过程。关键词：激光熔覆；原位自生；显微组织；wc；TiC；fri，w)c激光制备WC及原位TiC陶瓷增强复相涂层AbstractByusinglasercladdingtechniqueandpreplacingdifferentalloypowdersmixtureofNiSiTi+WC,NiSiTi+(Ti+63onNickel-basedsuperalloysubstrateaswellas

4、C，TiC，(n+C)，fn+Ti63，fn+wc+C)oncommercialpuretitaniumTA2substrate，aseriesofceramicreinforcedmetalmatrixandintermetalliccompoundmatrixcompositecoatingswhichobtainedexcellentmetallurgicalbondingwimsubstratewerefabricated．MicrostructureofcladlayerswascharacterizedwithresearchmethodsofXRD

5、，SEM，EDAX,andEMPA．MicrohardnessofcladlayerswasmeasuredthroughHVS-1000typemicrohardnesstesteLAndthein-situreactionduringtheprocesswasanalyzed．PhasesoflasercladdingintermetalliccompoundmatrixcompositecoatingsthroughpreplacingNi78Sil3Ti9+WConNiclde-basedsuperalloysubstratearecomposedofN

6、isolidsolution，Ni3(Si，Ti)intermetalliccompoundandfn，voccarbide．AndphasesoflasercladdingNi78Sil3Ti9+(Ti+63compositecoatingsarecomposedofNisolidsolution,Ni3(Si．Ti)intermetauiccompoundandTiC．Themicrohardnessdistributioncurveofcladlayersiscomposedofthreeparts：cladlayerofthetallestvalue，h

7、eat-affectedzoneofmediumvalueandsubstrateofthelowestvalue．Themicrohardnessofthecladlayerwith20wt％(ri+ocontentattainstoHv780，whichis2．5timesofthesubstrate．ThisisbecauseoftheformationofrapidlysolidifiedfinemicrostructureofTiCreinforcement．TheresultsshowthatphaseofcoatingsbypreplacingC，

8、TiC，(，n+C)an