直接激光沉积耐磨耐蚀50Cr6Ni2/CoCrNi层状复合材料组织性能研究

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微动损伤普遍存在于机电产品的紧配合部件中,随着高科技领域对高精度、长寿命、高可靠性的要求,微动损伤的危害日益凸显。微动损伤现已成为一些机电设备关键零部件失效的主要原因之一,全球因微动损伤零件造成的废旧机电产品如短线轧机、航空发动机、轮船等经济损失巨大。而激光增材制造技术是实现损伤零件修复的主要技术之一。激光增材制造技术能够通过熔覆、分层-累加的方式对受损零部件进行修复或者再制造为全新零部件,从而大大缩短制造周期,减少材料使用以及后续加工工序,很好地解决目前机电制造和再制造领域存在的微动损伤难题。微动损伤主要是由于零件在工况工作过程中同时存在着腐蚀与磨损两种损伤机制,目前再制造所使用的单一合金材料尚都不同时具有良好的耐磨与耐腐蚀性能,因而制备层状复合材料发挥不同材料的特性成为了一种良好解决途径。本文以直接激光沉积技术制备50Cr6Ni2/CoCrNi层状复合材料为研究对象,在经过工艺参数优化以后,采用最优的工艺参数制备了界面处无裂纹缺陷并形成了良好冶金结合的层状复合材料,采用OM、XRD、SEM、TEM和EBSD等微观表征手段以及维氏显微硬度计、管式电阻炉、摩擦磨损试验机、电化学腐蚀仪、电子万能材料试验机对DLD-50Cr6Ni2、DLD-CoCrNi以及50Cr6Ni2/CoCrNi层状复合材料三种样品的显微组织以及各项性能进行分析表征,初步研究了在经过DLD技术结合后,复合材料相比于原本单一材料其合金组织及性能的变化。研究结果表明:DLD-50Cr6Ni2合金钢中组织主要为粒状贝氏体和马氏体的混合组织,经过DLD技术复合后,50Cr6Ni2/CoCrNi层状复合材料中的50Cr6Ni2层组织马氏体含量增加,在CoCrNi钴基合金以及复合材料中的CoCrNi层中组织均是以γ-Co枝晶为基体,枝晶间为γ-Co+碳化物的共晶组织,相比于单一钴基合金,CoCrNi层中晶粒粗化,小角度晶界增加。EBSD分析表明复合材料中的界面处由于冷却不均匀的原因产生了应力。50Cr6Ni2/CoCrNi层状复合材料中的硬度呈现起伏变化。层状复合材料耐磨性(磨损失重1.0 mg)介于合金钢(0.8 mg)与钴基合金(1.3 mg)之间。由于耐腐蚀CoCrNi层的加入,复合材料的抗氧化性、以及耐腐蚀性能相比于合金钢材料均得到了提高。
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