激光直接沉积Fe55/NiCr-Cr_(3)C_(2)复合涂层的组织与性能

以Fe55耐磨合金粉末为基础,通过添加不同含量的25%NiCr-75%Cr_(3)C_(2)粉末,制备了铁基复合合金粉末,并采用激光直接沉积的方法,在Q235钢基板上制备不同含量Cr_(3)C_(2)的铁基复合涂层。利用OM、SEM、XRD、显微硬度测试、摩擦磨损实验、高温氧化性实验及电化学工作站等分析手段,分析比较了各沉积涂层的组织与性能。结果表明,添加Cr_(3)C_(2)的复合涂层主要由α-Fe、γ-Fe、Cr_(7)C_(3)、(Cr,Fe)_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)、CrFeB和Cr_(3)C_(2)等相组成。在添加30%(质量分数)Cr_(3)C_(2)的涂层中出现了以Cr_(3)C_(2)颗粒为中心向周边辐射的长杆状和多边形块状(Cr,Fe)_(7)C_(3)的典型放射状组织,并且放射状组织中三种碳化物的形成先后顺序是Cr_(3)C_(2)→(Cr,Fe)_(7)C_(3)→Cr_(23)C_(6)。Cr_(3)C_(2)的添加增加了共晶组织的数量,改变了共晶组织的形态。未添加Cr_(3)C_(2)的涂层中共晶组织约占40.2%(体积分数),而添加30%Cr_(3)C_(2)的涂层中共晶组织达到50.6%(体积分数);添加9%Cr_(3)C_(2)的涂层共晶组织明显细化,片层间距明显减小。与Fe55涂层相比,添加9%、15%和30%(质量分数)Cr_(3)C_(2)的三种涂层的硬度、耐磨性、高温抗氧化性及耐腐蚀性均显著提高,而添加15%Cr_(3)C_(2)的涂层的综合性能最佳。本研究提出的Cr_(3)C_(2)增强Fe55合金涂层的方法有望为研发激光增材制造高硬度、耐磨损和耐腐蚀等的摩擦零件工作层提供新途径。

二氧化碳堆焊铁基合金组织和性能的研究

为了进一步提高Fe55自熔性合金粉末的性能,利用二氧化碳保护焊在45#钢上堆焊Fe55自熔性合金粉末以及Fe55与碳化钨、碳化硅的混合粉末。利用XJL-02A金相显微镜对焊缝区的显微组织进行观察对比,采用2500PCX-ray衍射仪对堆焊层金属的物相成分进行分析,对堆焊层的显微硬度、耐磨性进行测试。结果表明,Fe55+15%W+6%SiC堆焊层与基体实现了冶金结合,堆焊层组织为马氏体和残余奥氏体,并有W3Cr12Si5、Cr3Si等增强相。显微硬度达913HV,耐磨性较Fe55提高2倍。

添加WC的铁基Fe55粉末重熔层的组织与性能

研究了氩弧重熔条件下,铁基Fe55粉末中加入WC所形成重熔层的组织与性能。结果表明,重熔层组织由带状平面晶、胞状树枝晶和细小等轴晶组成,物相主要为马氏体、Cr9.1Si0.9、Cr7C3和Fe7W6。重熔层硬度及耐磨性较基体有显著提高,且重熔层表层硬度较次表层略低。