激光直接沉积Fe55/NiCr-Cr3C2复合涂层的组织与性能

• 作者: 尹桂丽 陈岁元 梁京 刘常升
• 来源期刊: 材料导报
• 关键词: 增材制造 Fe55合金粉末 激光直接沉积 Cr3C2 高温抗氧化性
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 金属与金属基复合材料|METALS AND METAL MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 10127-10133
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20050234

摘要

以Fe55耐磨合金粉末为基础,通过添加不同含量的25％NiCr-75％Cr3 C2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Cr3 C2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Cr3 C2的复合涂层主要由α-Fe、γ-Fe、Cr7 C3、(Cr,Fe)7 C3、Cr23 C6、CrFeB和Cr3 C2等相组成.在添加30％(质量分数)Cr3 C2的涂层中出现了以Cr3 C2颗粒为中心向周边辐射的长杆状和多边形块状(Cr,Fe)7 C3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Cr3 C2→(Cr,Fe)7 C3→Cr23 C6.Cr3 C2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Cr3C2的涂层中共晶组织约占40.2％(体积分数),而添加30％Cr3C2的涂层中共晶组织达到50.6％(体积分数);添加9％Cr3 C2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)Cr3 C2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％Cr3 C2的涂层的综合性能最佳.本研究提出的Cr3 C2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.