金属热处理

作者：王皓民, 汪国庆, 熊杨凯, 江昊, 赵远涛, 方志强, 李文戈

单位：1.海南大学 材料科学与工程学院, 海南 海口 570228; ；2.上海海事大学 商船学院, 上海 201306

关键词：激光熔覆,原位合成,VC-Cr₇C₃复合熔覆层,显微硬度,耐磨性

基金：海南省自然科学基金(512115)

采用激光熔覆技术在Q235钢表面原位合成了VC-Cr7C3复合熔覆层,并研究激光扫描速度对熔覆层微观组织与力学性能的影响。利用扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪等对熔覆层组织及性能进行分析。结果表明,激光熔覆技术可使V、Cr、C混合颗粒间发生原位反应形成VC-Cr7C3复合熔覆层,其主要由黑灰色VC相、灰色Cr7C3相及{FeM}粘结相组成,其中Fe与Cr可共同形成Cr7C3相(M7C3)。激光熔覆凝固形状控制因子K与C元素的分布状况使得熔覆层顶部出现大量碳化物等轴晶组织,中部碳化物等轴晶的含量有所减小,而底部由于C含量较低,其碳化物含量较少,且碳化物晶粒形貌受到激光扫描速度的影响,在1 mm/s时碳化物呈树枝晶组织,在1.5 mm/s时呈等轴晶组织。同时在1.5 mm/s时熔覆层晶粒尺寸明显小于1 mm/s时的。以上熔覆层组织结构与成分变化使其硬度随层深的增加而降低,同时随着扫描速度的增加,熔覆层的硬度也逐渐增加,熔覆层的硬度高于Q235钢3倍以上。在1.5 mm/s时熔覆层摩擦因数为0.4,低于Q235钢基材的0.6,且熔覆层磨损量显著低于Q235钢基材。由此可知,激光熔覆VC-Cr7C3复合熔覆层可用于碳钢的表面高硬、耐磨改性。

来源：2022年第11期

《金属热处理》期刊编辑部

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