EFFECT OF LASER SCANNING SPEED ON PHASE CONSTITUTION AND WEAR RESISTANCE OF LASER CLADDING HARD FACING ALLOY STELLITE 12

Effect of laser scanning speed on phase constitution,microstructure,microhardness and wear resistance of laser-cladding hard facing alloy Stellite 12 has been investigated by means of a cross-flow-type CO_2 laser of 1.5 kW.The laser-cladding layer on the alloy consists of ma- trix phase of suppersaturated solid solution γ(Co,Cr)and complex hexagonal carbide M_7C_3.Under certain condition,at higher laser scanning speed,the suppersaturated solubility of elements increases in γ(Co,Cr),and the precipitation of the complex carbtde M_7C_3 de- creases,so the microhardness increases and the wear resistance decreases.But at slower laser scanning speed,more complex carbide M_7C_3 may precipitate,and the wear resistance may be improved.Therefore,it is believed that the principal factor in improving wear resistance is the precipitation of carbide M_7C_3,while increment of microhardness is the suppersaturated solu- bility of elements in matrix phase γ(Co,Cr).

基于链码的Stellite12钴基合金金相组织定量分析

针对Stellite12钴基合金金相组织的定量分析问题,提出一种适用于金相组织中不同相的提取与统计算法.以扫描电子显微镜获得的金相组织图像为信息源,通过图像增强、最大类间方差法及canny边缘检测算法对Stellite12钴基合金金相进行处理,分离出WC相、Cr 7C 3相和Co基体,并利用链码跟踪及三角形面积统计算法对目标相标定统计并分析.结果表明:最大类间方差法可以实现WC相、Cr 7C 3相和Co基体的分离,利用链码跟踪及三角形面积统计算法能够快速完成不同相的个数统计与面积计算.

超音速火焰喷涂制备Stellite6、Stellite12耐磨涂层研究

采用超音速火焰喷涂工艺制备出Stellite6、Stellite12涂层,在4种条件下进行摩擦磨损实验.实验结果显示,在油润滑的环境中涂层表现出良好的耐磨性,载荷为1200N,时摩擦系数为0.1052,磨损量为4.0mg.在条件4环境中涂层的耐磨性比较差,摩擦系数为0.5083,磨损量为48.9mg.制备出的涂层磨损以黏着磨损和疲劳磨损为主,同时伴随着磨料磨损.

Co颗粒对Stellite12硬质合金层耐蚀性能的影响

采用SEM和EDS对热等静压处理的主泵推力盘Stellite12硬质合金层腐蚀缺陷进行了分析,结果显示腐蚀区域存在过量的Co元素,邻近区域则为均匀的W和Cr的碳化物组织结构。过量Co元素为Stellite12合金粉末制造过程的残留Co,在HIP处理后这些Co元素无法实现与推力盘基体的扩散连接及与Stellite12硬质合金组织的有效结合,因此成为腐蚀缺陷产生的诱发原因。

304钢表面激光熔覆Stellite12钴基涂层组织及腐蚀性能

目的对304不锈钢表面强化处理来提高其耐腐蚀性能。方法使用激光熔覆技术将Stellite12涂层制备在304钢基体上。使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、三电极电化学工作站对涂层显微组织、元素分布、物相、电化学腐蚀行为进行测试与分析,并对涂层和304不锈钢的耐腐蚀性能进行了对比分析。结果涂层物相主要由面心立方结构α-Co固溶体、CoC_(x)等化合物组成。由于温度梯度和凝固速度的不同,熔覆层截面下、中、上部呈现出了不同的组织形貌特征:依次由平面晶、胞状晶、树枝晶、细小树枝晶组成。涂层枝晶间为Co和碳化物的共晶组织,枝晶内主要为α-Co的初生相。在进行电化学腐蚀后,涂层的自腐蚀电位为-504.5 mV,304钢的自腐蚀电位为-579.7 mV,涂层的腐蚀电位较304钢偏正,比304钢耐腐蚀。涂层表面出现了腐蚀点,腐蚀点位分布均匀、且程度较轻。304钢表面发生了严重的腐蚀,明显可见深度和面积较大的腐蚀孔洞。结论Stellite12合金涂层能够有效地提高304不锈钢表面耐腐蚀性能。

Stellite12和Stellite20涂层的耐磨性和耐腐蚀性能对比研究

利用超音速火焰喷涂技术(High-velocity-oxy-fuel,HVOF)在F316不锈钢表面制备Stellite 12和Stellite 20两种钴基合金涂层,对比研究了涂层的摩擦磨损性能以及在不同浓度硫酸溶液中耐腐蚀性。采用HT2101销盘磨损试验仪,进行了摩擦磨损试验。利用电子探针仪(EPMA)观察涂层的微观组织形貌,WDS波谱仪分析涂层微区成分。采用三电极体系在CHI660C电化学工作站上测试Stellite12和Stellite20涂层在不同浓度硫酸溶液中的极化曲线,并与F316不锈钢进行对比。结果表明,HVOF工艺制备的Stellite12和Stellite20涂层均匀致密,无裂纹等缺陷,显微硬度分别为750 HV_(0.3)和1000 HV_(0.3);Stellite 12、Stellite 20涂层的摩擦系数约0.55~0.6。磨损机理主要为磨粒磨损,伴随一定的粘着磨损。Stellite 12的磨损量为Stellite 20的两倍。在室温条件下,两种涂层在质量分数20%和50%硫酸溶液中腐蚀电位均低于F 316的腐蚀电位,F 316具有较好的耐腐蚀性;在80%硫酸溶液中,这两种涂层的腐蚀电位均高于F 316的腐蚀腐蚀电位,F 316不锈钢耐蚀性相对较差。

700℃热循环冲击对Stellite12钴基合金组织以及折弯强度的影响

通过对Stellite12钴基合金在700℃下进行热循环冲击试验,结合扫描电镜组织观察、能谱分析、X射线衍射相分析、硬度分析以及弯曲试验,对Stellite12热循环冲击前后的组织、硬度、裂纹出现情况及折弯强度进行研究。研究发现:冲击前后Stellite12钴基合金的组织和硬度并未发生较大变化,WC相的边缘出现同成分的絮状扩散物。随着热冲击次数的增多,材料出现微裂纹且微裂纹起源于边缘,并不断扩展,最终形成裂缝。而材料的折弯强度却在75次热循环冲击后大幅降低,同时统计折弯断面上热冲击过程中出现裂纹的区域所占面积比率发现:随着面积比率的增大折弯强度降低,强度大幅降低的临界面积比率为23%。