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TiC添加量对高能激光熔覆Inconel718基陶瓷涂层显微组织和摩擦磨损性能的影响

2021-10-16吴军金杰朱冬冬徐军飞张玉良

表面技术 2021年9期
关键词:复合材料

吴军,金杰,朱冬冬,徐军飞,张玉良

(1.衢州学院,浙江 衢州 324000;2.浙江省空气动力装备技术重点实验室,浙江 衢州 324000;3.浙江工业大学,杭州 310032)

沉淀硬化型镍基合金Inconel718 凭借其出色的高温强度、良好的焊接性能和耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、核能电力、石油化工等领域,是汽轮机转子、航空发动机机闸、核工业格架、油气田悬挂器等装置的常用材料[1-2]。由于其基体成分主要以γ 相(Ni, Cr, Fe)为主,内部组织虽含有硬质强化相(如NbC、γʺ-(Ni3Nb)、γʹ-(Ni,Cr,Fe)3(Ti,Nb,Al,Mo)等)[3-4],但含量偏低,不足以改变Inconel718 合金的耐磨性能。因此,该类零件极易在接触应力较大的摩擦服役环境中磨损失效,轻则降低设备工作效率,重则导致装备报废,并引发不必要的安全生产事故。为此,提高Inconel718 合金零件工作表面的耐磨性能具有极其重要的意义。

金属基复合材料(MMCS)作为新型改性材料研发的热点方向之一,已成为广大科研工作者的重点研究领域[5-7]。其中TiC、TiB2、WC 等硬质颗粒凭借其高界面结合强度、高硬度、高耐磨性、高耐蚀性,常用于Inconel718 合金的增强相,以提升和改善该合金的耐磨性能,拓展其应用范围。Nath 团队[8-9]通过红外高温在线监测技术,实现了对TiC/Inconel718 复合涂层在AISI304 基体上的熔池寿命及热循环曲线的测定,并结合微观组织结构的演变,优化了激光熔覆系统工艺参数,细化了晶粒,提升了零件表面耐磨性能。Gu 等人[10]利用激光金属沉积(LMD)技术研究了线能量密度对Inconel718/TiC 复合材料显微组织和硬度的影响。当线能量密度为80 kJ/m 时,TiC 晶粒尺度约为45 μm,涂层存在大量微孔。Zhang 等人[11]探究了激光熔覆工艺参数对TiB2/Inconel718 复合涂层几何特性、微观组织和摩擦学性能的影响。……

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