155 / 2019-03-21 21:03:26

CeO2对原位(Ti, Nb)C/Ni涂层组织和力学性能的影响

全体主题 > 化学表面热处理、三束（激光束、电子束、等离子体）材料表面改性技术

利用光纤激光器，制造了添加5%CeO2的原位(Ti, Nb)C/Ni涂层，研究了涂层的相组成、组织形貌、组织定向生长织构特征、硬度、耐磨性能及CeO2的作用机制。通过着色渗透探伤剂对其表面进行缺陷检测发现，CeO2可以明显改善涂层的表面成形质量。XRD结果表明，涂层中主要有γ-Ni(Fe)，(Ti, Nb)C，Cr23C6，Cr7C3等组成，涂层中还检测到了CeO2和含Ce化合物。SEM和TEM结果表明，CeO2能显著细化涂层组织，使组织均匀致密，以细小的条状相和颗粒相为主。另外，Ce倾向于分布在晶界或相界，可阻碍晶界或相界的移动，抑制了(Ti, Nb)C颗粒的长大，涂层中的(Ti, Nb)C颗粒尺寸仅有0.5μm左右。涂层中未分解的CeO2也可作为涂层中(Ti, Nb)C和碳化铬(Cr23C6和Cr7C3)的异质形核核心。EBSD结果表明，在激光熔覆过程中，最大温度梯度方向垂直于激光行走方向，晶粒外延生长形成了较强的织构特征，添加CeO2的涂层中晶粒有沿<101>方向优先生长的趋势，且小尺寸晶粒明显增多。稀土涂层的硬度和耐磨性能也得到了较大改善，XPS结果表明磨损过程中还发生了摩擦化学反应，稀土涂层的耐磨性比普通涂层提高46%，具有优异的耐磨性，为修复汽车模具提供了一个更有效的方法。