激光熔覆马氏体/铁素体涂层的组织与抗磨耐蚀性能

作     者：张磊 陈小明 霍嘉翔 张凯 曹文菁 程新闯 ZHANG Lei;CHEN Xiaoming;HUO Jiaxiang;ZHANG Kai;CAO Wenjing;CHENG Xinchuang

作者机构：水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室杭州310012 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室杭州310012 绍兴市曹娥江大闸管理局绍兴312000 

出 版 物：《粉末冶金材料科学与工程》 (Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy)

年 卷 期：2022年第27卷第2期

页      面：196-204页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：浙江省“一带一路”国际科技合作项目(2019C04019) 浙江省公益性技术应用研究计划资助项目(GC22E017317,LGC19E090001,2018C37029) 

主　　题：激光熔覆 Fe基合金 组织 磨损 腐蚀 活塞杆 

摘      要：为提高液压活塞杆的耐腐蚀和抗磨损性能,在45号钢表面采用激光熔覆技术在不同激光功率下制备具有马氏体/铁素体组织的Fe基合金熔覆层。利用X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪等手段表征涂层的物相组成、微观形貌和元素分布,采用维氏硬度计和干滑动摩擦试验机对涂层的显微硬度和抗磨损性能进行测试,并通过电化学工作站研究熔覆层的耐腐蚀性能。结果表明:Fe基合金熔覆层的主要物相为α-Fe、Ni-Cr-Fe、γ-(Fe,C)和Fe_(9.7)Mo_(0.3)等,主要组织为马氏体、铁素体和少量残余奥氏体。熔覆层的枝晶态组织均匀致密,无裂纹和孔隙缺陷,涂层与基体呈冶金结合。涂层的硬度与耐磨性能随激光功率增大而提高,当功率为2.4 kW时,涂层的平均显微硬度(HV)为647.64,耐磨性能为45号钢的9.37倍,磨损机制为磨粒磨损。随激光功率提高,Fe基合金熔覆层的耐腐蚀性能先升高后降低,当激光功率为2.0 kW时涂层具有最佳耐腐蚀性能,显著高于活塞杆常用碳钢、不锈钢以及电镀硬铬等材料,可在相关领域替代电镀铬。