IN718合金表面预置CrCoNi-xTiB2粉末的激光熔覆组织及性能研究
编号:296
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更新:2025-04-18 17:17:10 浏览:15次
特邀报告
摘要
IN718镍基合金具有优异的抗氧化性、耐腐蚀性和高温力学性能,使其在航空航天、核工业和能源等领域有着广泛的应用。在面临苛刻工况时,IN718合金会因相对有限的耐磨损性能常发生表面磨损而失效,缩短服役寿命。本文利用脉冲激光对表面预置CoCrNi-xTiB2 (x=5, 10, 15 wt.%)粉末的IN718合金进行激光熔覆处理,成功制备出了三种无缺陷的CoCrNi-5TiB2、CoCrNi-10TiB2和CoCrNi-15TiB2涂层。采用多种表征手段对各涂层微观组织进行了细致表征,并将其与表面硬度/耐磨性进行了关联分析。结果表明,激光熔覆过程中,预置粉末中添加的TiB2颗粒会溶解形成网状/颗粒状硼化物。随着TiB2添加量的增加,涂层组织会产生显著的变化:第二相数量和密度增加,枝晶间存在的元素偏析程度逐渐加剧,亚晶/晶粒显著细化,熔池心部形成∑3晶界且数量也持续增加。∑3晶界形成的主要归因于第二相密集分布引起的畸变提供充足驱动力,元素偏析降低层错能和相邻焊道搭接引起的热处理。硬度测试结果显示,CoCrNi-xTiB2 (x=5, 10, 15 wt.%)涂层的表面平均硬度分别为412.3 ± 19.4 HV、507.5 ± 24.9 HV和556.7 ± 15.7 HV。磨损测试显示,各涂层的摩擦率分别为2.5 × 10-4 mm3·N-1·m-1、1.3 × 10-4 mm3·N-1·m-1和0.7 × 10-4 mm3·N-1·m-1。可以看出,涂层硬度以及耐磨损性能均显著高于基体,且随TiB2含量增加,性能提升更为显著,这主要归因于高密度亚结构、第二相强化、元素偏析强化和晶界强化的协同作用。
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