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镍基高温合金激光熔覆涂层组织及性能研究

2021-06-24陈子豪孙文磊崔权维

激光技术 2021年4期

陈子豪,孙文磊*,黄 勇,2 ,崔权维

(1.新疆大学 机械工程学院,乌鲁木齐 830047;2.新疆工程学院 机电工程学院,乌鲁木齐 830023)

引 言

奥氏体不锈钢2Cr25Ni20是一种高镍铬合金的耐热钢,一般经冶炼后在铸态下直接进行使用,在高温工作环境下,该耐热钢抗高温氧化性和热腐蚀性能优良,可以在高温下反复加热使用,而不发生失效,该种耐热钢主要用于制作炉用部件、喷嘴、燃烧室等[1-3]。

激光熔覆[4-8]是一种先进制造技术,激光转化为热量熔化粉末颗粒,形成涂层,然后将涂层沉积到工件表面上,使工件表面耐磨性、耐腐蚀性等性能得到明显提升,并能对废旧零件进行修复。由于在成形熔覆层过程中,能量输入在空间上是局部的、热量输入是精确控制,工件内部只形成有限的热影响区(heat affected zone,HAZ)。同时也减小了基材与熔覆层的稀释率,稀释率随激光能量的增加而增加,低稀释率熔覆层具有良好的微观结构和力学性能。激光熔覆工艺参量[9-12]合理设置能提升熔覆成形能力,产生更少缺陷。温度梯度[13]对于熔覆层的成形过程也有重要影响。

本文中所用粉末与Inconel625粉末元素种类相同,Mo,Nb元素含量不同,其它元素含量范围相同,故类比Inconel625相关性质来研究该高温合金涂层。Inconel625[14-18]是一种镍基高温合金,其主要借助镍铬基体中Mo,Nb等元素的固溶强化来获得高温强度、抗蠕变性能,并且还一种激光吸收率较大的沉积材料,同时也是一种NiCrFe多元合金。WNAG等人[19]利用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了单层和多层Inconel625高温合金涂层,比较了样品中不同区域的宏观形态,微观结构。……

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