激光重熔对TC4钛合金表面激光原位熔覆层微观组织与性能的影响.pdf

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1、激与电子学进展49，041403(2O12)Laser＆ODt0eIectr0nicsProgress⑥2O12《中国激光》杂志社激光重熔对TC4钛合金表面激光原位熔覆层微观组织与性能的影响林英华李月华。陈志勇朱卫华文向东王新林／南华大学机械工程学院，湖南衡阳421001、＼南华大学电气工程学院，湖南衡阳421001／摘要为了进一步提高激光原位熔覆层的质量，利用激光重熔方法对TC4钛合金表面激光原位熔覆层进行了处理。采用扫描电镜(sEM)、x射线衍射仪(xRD)和显微硬度计分别对比研究了熔层的显微组织、相分布和显

2、微硬度。结果表明，适当工艺参数的激光重熔处理可以消除位于原位熔覆层底部的大气孔，可以使熔层中的陶瓷相分布更均匀，从而提高熔层的组织致密性；激光重熔处理后熔层硬度值的梯度变化减弱，熔层的平均显微硬度与质量的稳定性均得到提高。关键词激光技术；激光熔覆；激光重熔；TC4钛合金；显微组织中图分类号TN249；TG156．99文献标识码Adoi：10．3788／LOP49．041403EffectofLaserRemeltingonMicrostructureandPropertiesofIn-SituCoatingbyL

3、aserCladdingonTC4TitaniumAlloyLinYinghuaLiYuehuaChenZhiyong。ZhuWeihua。WenXiangdongWangXinlin’。／SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofSouthChina，Hengyang，Hunan421001，China＼、。SchoolofElectricalEngineering。UniversityofSouthChina，Hengyang，Hunan421001，China／Ab

4、stractInordertoimprovethein—situsynthesizedcoatingqualitybylasercladding．in—situlasercladdingcoatingonTC4titaniumalloysurfaceisprocessedbylaserremelting．Microstructure，phase，andmicrohardnessofthecoatingsarestudiedbyscanningelectronmicroscope(SEM)，X—raydiffrac

5、tometer(XRD)andmicro-hardnesstester．Theresultsshowthattheporeofin·situcoatingbottomiseliminatedandtheceramicphaseofcoatingisdistributedhomogeneouslybylaserremeltingSOthatmicrostructurebecomesdenser．Afterlaserremelting，themicrohardnessgradientisreduced．Theaver

6、agemicrohardnessandcoatingqualityareenhancedbylaserremelting．Keywordslasertechnique；lasercladding；laserremelting；TC4titaniumalloy；microstructureOCIScodes140．3390：350．33901引言TC4钛合金具有密度小、无磁、强度高、抗腐蚀性优异、耐热性好等突出优点，在航海、航天、航空、石油、化工、冶金等领域获得广泛应用。但钛合金表面硬度低、摩擦系数大、耐磨性能差、

7、抗高温氧化性能差等缺点限制了它在摩擦构件中的广泛应用引。激光原位熔覆在钛合金表面制备金属陶瓷复合层兼有金属基体和陶瓷增强相的双重优点，而且该方法具有工艺简单、陶瓷颗粒分布均匀、陶瓷相与熔层基相界面纯净等优点Ⅲ，可以实现钛合金表面的高耐磨性嗍。而在钛基熔层中同时引入c元素和B元素通过自生反应制备收稿日期：2011-12—06；收到修改稿日期：201l一12—20；网络出版日期：2012—03—02基金项目：湖南省自然科学基金(05JJY300092)和湖南省教育厅科学研究项目(09C856)资助课题。作者简介：林英

8、华(1985一)，男，硕士研究生，主要从事激光加工技术方面的研究。E—mail：lyh351258@163．corn导师简介：王新林(197O一)，男，教授，硕士生导师，主要从事激光科学与技术、激光与物质相互作用及激光加工技术等方面的研究。E—mail：wxl—ly000@yahoo．corn．cn(通信联系人)0414031激与光电子学进展www．opticsjourn