铁素体不锈钢激光熔覆层组织和性能研究

来源：机械工程学报杂志2016年第12期北京时间：

作者：张国栋, 杨辉, 王麒瑜, 张雅芝, 李正刚, 黄旭东, 廖运生

单位：1. 武汉大学水力机械过渡过程教育部重点实验室 武汉 430072; 2. 武汉团结点金激光科技有限公司武汉 430000

摘要：采用无碳合金粉末和低碳合金粉末对铁素体不锈钢进行激光表面熔覆处理,借助光学显微镜(Optical microscope, OM)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)、能谱分析仪(Energy dispersive spectrometry, EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffractometry, XRD)、显微硬度仪、摩擦磨损试验仪、电化学工作站对熔覆层显微组织、化学成分、硬度、耐磨性和耐蚀性进行评价。结果表明,两种激光熔覆层均无裂纹、气孔等宏观缺陷,显微组织主要由等轴晶、包状晶、树枝晶和枝间共晶组成。无碳熔覆层与低碳熔覆层均含有α-Fe、Fe-Cr合金相、Cr单质相以及Cr9.1Si0.9、Fe9.7Mo0.3、Fe10.8Ni、Fe19Mn等金属间化合物。此外,低碳熔覆层还产生了间隙化合物Cr7C3以及马氏体相C0.055Fe1.945。低碳熔覆层硬度为750 HV0.5,显著高于母材硬度250 HV0.5;无碳熔覆层硬度为650 HV0.5,其热影响区发生软化。激光熔覆层相对于母材具有更为稳定的摩擦特性以及优异的耐磨性和耐蚀性,其中低碳熔覆层耐磨性和耐蚀性均优于无碳熔覆层。

关键词：激光熔覆,耐磨性,耐蚀性,铁素体不锈钢,显微组织；

基金资助：国家自然科学基金(51374151)和湖北省自然科学基金(2014CFB707)资助项目