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1、叶热加工工艺曳 2010 年第 39 卷第期材料热处理技术Material laser cladding process; hardness; wear- resistance收稿日期:2010- 06- 18作者简介:刘瑾(19 - ), 人,;电话:13933527076;E- mail:表 1 各组熔覆层成分 Tab.1 The claddings composition of each group试样编号1#2#3#4#5#熔覆层 成分Ni60Ni60+ 10%SiCNi60+ 15%SiCNi60+ 20%SiC纳米碳 化物陶瓷1PDF created with pdfFactory
2、 trial version Hot Working Technology2010, Vol.39,No.材料热处理技术Material & Heat Treatment2010 年月100滋m100滋m100滋m100滋m100滋m图 1 各组试样熔覆层金相组织 Fig.1 Microstructure of samples in each group(a)1#试样(b)2#试样(c)3#试样(d) 4#试样(e)5#试样将各组经过激光熔覆的试样用金相砂纸打磨并抛光袁用王水进行腐蚀袁分别观察其金相组织遥 使用洛氏硬度计对各组试样熔覆层表面进行硬度检测袁对 5#试样的纵切面进行显微硬度检测袁观
3、察其硬度变化情况遥 取 5#试样及未经激光熔覆的基材试样袁在磨损试验机上进行耐磨性检测袁 将二者实验结果进行对比分析遥 取 5#试样袁用线切割将其熔覆层沿纵切面切成厚 0.3mm 的薄片袁机械研磨到 30滋m 以下遥 在 691 型精密氩离子减薄仪(Model691PIPS)上减薄袁 当出现几个孔或试样边缘有锯齿状出现时停止减薄袁取出试样袁放在干燥皿中保存袁防止氧化袁以备观察遥 用JEM- 2010透射电镜观察该组试样的组织形貌遥 利用衍射衬度进行组织形貌尧亚结构的观察遥2实验结果与分析2.1激光熔覆层组织图 1 为各试样熔覆层组织的金相照片遥 1#试样的微观结构为树枝晶袁2#尧3#尧4#试样
4、可以看到有合金碳化物分布于枝晶间袁5#试样微观组织较细小袁合金碳化物在基体中均匀分布遥2.2激光熔覆层硬度各组试样的熔覆层硬度如表 2 所示遥5#试样熔覆层纵切面的显微硬度分布见表 3遥可以看到院激光熔覆层表面的硬度可达 1000HV 以上袁随深度的增加袁其硬度也有所下降遥 在熔覆层与基体熔合区袁硬度急剧下降袁以至达到高锰钢基体的硬度遥2.3 激光熔覆层耐磨性激光熔覆层的耐磨性试验在磨损试验机上进行袁以试件单位面积在单位时间的质量损失来衡量熔覆层的耐磨性遥 可以看出院经过激光熔覆处理的高锰钢试件单位时间的磨损量仅为未处理试件的12%袁耐磨性大大提高遥2.4 熔覆层 TEM 分析熔覆层与基体的过
5、渡区内袁 局部区域存在非晶组织袁衍射花样为典型的非晶环袁如图 2 所示遥 非晶组织的形成机制可能是由于熔态金属的急冷造表 2 各组试样熔覆层硬度(HRC) Tab.2 Hardness of cladding layer of samples in each group1#2#3#4#5#6048575470表 3 5#试样纵切面硬度分布 Tab.3 The hardness distribution of 5#group on longitudinal section深度 /mm0.03 0.08 0.130.180.230.280.330.380.430.530.631.431.68硬度(
6、HV)102910081008966 927 946 272 255 255 257 275 275 275表 4 激光熔覆前后耐磨性对比 Tab.4 Comparison of the wear resistance of sample before and after laser cladding时间 /min0306090120150180熔覆前磨损量 /mg0818-熔覆后磨损量 /mg012357112PDF created with pdfFactory trial version 叶热加工工艺曳 2010 年第 39 卷第期材料热处理技术Material & Heat Treat
7、ment下半月出版成的遥 在熔覆层内袁可以观察到位错及细小析出相的存在袁如图 3 所示遥3结论(1) 经过表面激光熔覆处理的高锰钢袁 表面硬度提高到基体的 34 倍曰耐磨性大幅度提高袁单位时间的磨损量仅为未处理的试件的 12%遥(2) 熔覆层的组织与基体组织存在明显的差异袁熔覆层组织以枝状晶为主曰在熔覆层内袁可以观察到位错及细小析出相的存在曰 熔覆层与基体的过渡区内存在局域非晶遥致谢: 在实验和论文完成过程中袁 得到了中铁山桥集团有限公司张国法工程师的大力支持和帮助袁在此表示深深的感谢遥参考文献:1刘满红影响高锰钢力学性能的几个因素 J机械工人袁2007袁(5)院70- 722张观军袁杨涤心袁
8、魏世忠袁等高锰钢爆炸硬化J材料热处理袁2006袁35(24)院62- 653丁阳喜袁周立志激光表面处理技术的现状及发展J热加工工艺袁2007袁36(6)院69- 724张光均袁 许佳宁袁 王慧萍袁 等45 钢表面激光熔覆镍基纳米WC/Co 镀层显微组织研究J机械制造袁2006袁44(1)院59- 625斯松华袁陈娟袁丁晓丽袁等激光熔覆 Cr3C2/Fe 复合涂层的组织与磨损性能J安徽工业大学学报袁2008袁25(4)院367- 3706胡贵平60CrMnMo 激光表面处理的组织与性能J南方金属袁2008袁(1)院25- 27图2过渡区的TEM像 Fig.2 TEM images of transition zone100nm100nm图 3 熔覆层的 TEM 像 Fig.3 TEM image of cladding layer3PDF created with pdfFactory trial version
