激光功率对锆合金激光熔覆复合涂层成形及微观组织的影响

作     者：陈兵兵 冯亮 李洁 王浩 刘坤 

作者机构：中广核铀业发展有限公司 江苏科技大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《热加工工艺》 (Hot Working Technology)

年 卷 期：2024年

页      面：48-52+58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）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52105351) 中国博士后科学基金面上项目(2022M722928) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20210890) 江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究项目资助(21KJB460015) 

主　　题：锆合金 激光熔覆 激光功率 微观组织 

摘      要：以Ni60A+WC粉末为熔覆材料，采用激光熔覆技术在锆合金表面制备了ZrB2+ZrC原位增强复合涂层。研究了激光功率对熔覆层成形、微观组织、增强相及显微硬度的影响规律。结果表明：熔覆层外观成形较好，未发现气孔和裂纹等缺陷，随着激光功率的增大，熔覆层宽度和高度都显著增加。熔覆层增强相主要为细小的α-Zr枝晶、颗粒状及块状的ZrC以及Zr（B,C）2。在未熔的WC颗粒内部生成了ZrB2+ZrC的层状共晶组织，在高温下ZrB2和ZrC两者的生成吉布斯自由能接近，易形成两者的层状共晶组织。随激光功率增大，熔覆层中二次枝晶的生长受到抑制，颗粒状增强相逐渐向块状增强相转变。熔覆层显微硬度随着激光功率的增大而显著升高，激光功率为2.8 kW时，熔覆层的显微硬度值最高（约720 HV0.5）。