FeNiCoTiNb低膨胀激光熔覆涂层的组织特征及摩擦学行为

目的借助低膨胀合金的因瓦效应,降低熔覆技术产生的热应力,在保证涂层具有低膨胀性的前提下,同时具有优良的机械性能。方法采用激光熔覆技术在316L不锈钢体表面制备了具有低膨胀系数的FeNiCoTiNb涂层。采用SEM、EDS、热膨胀分析仪、摩擦磨损试验机等对涂层的显微组织、残余应力、热膨胀系数、硬度及耐磨性能进行了分析。结果涂层主要由具有FCC结构的γ-(Fe,Ni)固溶体相构成,涂层底部组织主要为胞状晶和柱状晶,局部区域观察到了胞状晶与柱状晶组织向等轴晶组织转变的行为,涂层顶部组织主要由等轴晶组成。涂层的残余应力与热膨胀系数均处于较低水平,其中残余应力平均值为(43±15)MPa,在30~600℃间热膨胀系数的平均值为8.5×10^-6℃^-1,显著低于FeCrNi及NiCrBSi熔覆层。涂层的显微硬度可达到400HV0.5。涂层的磨损机制为磨粒磨损及氧化磨损,316L的磨损机制主要为粘着磨损及氧化磨损。结论通过在316L不锈钢表面进行激光熔覆,得到了兼具低膨胀系数、高硬度、高耐磨性的FeNiCoTiNb涂层,涂层在一定程度上降低了熔覆产生的热应力。

粉末循环老化对GH4169激光熔覆修复组织和性能的影响

目的探究激光熔覆修复工艺中,循环使用对粉末造成的老化效应及其对组织和性能造成的影响,为粉末循环工艺提供相关理论依据和指导。方法针对GH4169高温合金,进行了粉末循环利用的实验,将激光熔覆制造过程中的残余粉末再次投入送粉器,进行多次回收循环制造过程。使用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、万能力学试验机等设备,研究了粉末在循环使用过程中的演变,以及循环使用前后熔覆修复组织的微观形貌、维氏硬度、弯曲强度性能的差异。结果随着回收循环次数增加,粉末粒径增大,表面出现熔融现象,粉末的成分出现了变化,其中Nb元素含量显著上升。在回收粉末中发现了具有磁性的杂质颗粒。相比于使用新粉末,使用回收粉末得到的熔覆组织中的Nb元素偏析程度增大,晶粒组织粗化。经过4轮循环后,熔覆层硬度自325.13HV下降至282.81HV,修复试样弯曲强度自785.85 MPa下降至739.41 MPa,下降幅度约为5%。结论循环工艺对粉末产生了明显的老化影响,这一老化行为从能量和成分两个方面导致了激光熔覆修复GH4169合金组织和性能的劣化。