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马氏体不锈钢具有良好的综合力学性能、耐腐蚀性和可加工性,是航空航天、桥梁建筑等领域的重要工程材料之一。为了获得高性能的马氏体不锈钢激光熔覆层,本研究设计制备了M/F和M/A两种熔覆层,分别对其进行了V元素微合金化和后热处理。采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、显微硬度计、万能材料试验机和电化学工作站对熔覆层的组织性能进行了表征分析。主要工作及结论如下:(1)采用激光增材制造技术制备了新型的M/F不锈钢激光熔覆层,并研究了V元素微合金化的影响。结果表明,M/F激光熔覆层主要由马氏体(M)、铁素体(F)以及M23(B,C)6硼碳化物组成(M代表Fe、Cr等);熔覆层的抗拉强度、延伸率及显微硬度分别为:1500 MPa、9.84%和448.96 HV;V元素微合金化可细化熔覆层中的M组织,随着V元素含量的提高,熔覆层中F和析出相逐渐增多;当V含量为0.25wt.%时,熔覆层的综合力学性能最佳:抗拉强度、延伸率及显微硬度分别为1580 MPa、10.45%和472.67 HV;随着V含量进一步提高(0.52wt.%),熔覆层的力学性能下降;电化学腐蚀结果表明,V元素微合金化会降低熔覆层的耐腐蚀性能。(2)对M/A不锈钢激光熔覆层进行了回火热处理,并研究了热处理温度对其组织性能的影响。结果表明,熔覆层主要由马氏体(M)、少量奥氏体(A)以及纳米尺寸的碳化物(Fe3C和M23C6)组成;经200℃和400℃回火处理1小时后,熔覆层的相组成未发生改变,但新生成了逆转变奥氏体,同时马氏体分解为碳化物和更细小的回火马氏体;经600℃回火处理1小时后,熔覆层内的部分马氏体分解为铁素体和碳化物。力学性能测试结果表明,经200℃和400℃回火处理1小时后,熔覆层在保持高强度(>1700 MPa)和高硬度(>500 HV)的同时,延伸率明显提高(分别从6%提高至11.2%和14.1%);经600℃回火处理1小时后,熔覆层硬度和强度明显下降(分别下降了20%和25%);电化学腐蚀结果表明,随着热处理温度的升高,熔覆层的耐腐蚀性能逐渐下降。