CeO2对TiCx增强钛基激光熔覆层成形质量和组织的影响

• 作者: 杨凡 张志强 张宏伟 张天刚
• 来源期刊: 中国表面工程
• 关键词: 激光熔覆 钛合金 稀土 成形质量 微观组织 摩擦磨损
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究|Surface Engineering Research
• 页码范围: 137-151
• 页数: 15页
• 分类号: TG146
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20200426002

摘要

采用同轴送粉激光熔覆技术在Ti6A14V钛合金表面成功制备了未添加和添加质量分数为2％Ce02的Ti6Al4V+NiCr-Cr3C2多道搭接熔覆层,运用渗透探伤技术、光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、电子探针等分析方法研究了CeO2添加对熔覆层成形质量、微观组织和元素分布的影响规律.结果表明,添加CeO2完全抑制了熔覆层表面裂纹,显著降低了气孔率(2.76％→1.65％).熔覆层主要由β固溶体(CrTi4)和缺位型碳化钛(TiCx)组成.除了新结晶的CeO2外,添加CeO2对熔覆层物相没有影响.此外,添加CeO2致使基体β相中Ni和Cr元素呈现明显的偏析现象,且Ni元素偏析程度更加显著,而对Al和V元素均匀分布特征没有显著影响.新析出的稀土氧化物CeO2 主要分布于TiCx与CrTi4相界处.添加Ce02细化了TiCx枝晶,降低了枝晶TiC,含量(55％→40％).熔覆层各微区(熔覆区、过渡区和结合区)碳化钛组织存在显著差异,其组织特征分别为枝晶状、颗粒状、细小针状.缺位型碳化钛TiCx中C原子含量呈现明显差异,x的取值范围为0.21～0.74,且一次枝晶含碳量高于二次枝晶.硬度和摩擦磨损测试结果表明,Ti6Al4V基材、未添加和添加质量分数为2％Ce02激光熔覆层的显微硬度分别为363.2、488.2和464.2 HV0.5,磨损率分别为5.62x 10-6、2.5x 10-7和2.43× 10-6 g/Nmin.