原位合成vc-cr7c3复相陶瓷增强铁基激光涂层研究

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1、材料热处理技术Material&HeatTreatment2011年11月原位合成VC-Cr7C3复相陶瓷增强铁基激光涂层研究1121舒玲玲,李文静,吴钱林,宋光明(1.上海海事大学物流工程学院,上海201306;2.上海海事大学海洋材料科学与工程研究院,上海201306)摘要：使用3kW矩形连续波CO2激光器，在Q235钢表面制备原位自生VC-Cr7C3复相陶瓷增强铁基复合涂层。利用扫描电镜、电子能谱和X射线衍射仪研究了涂层的显微组织，并对其硬度进行了测试。结果表明：涂层中原位合成了VC-Cr7C3复相陶瓷颗粒；从涂层底部到顶部，颗粒相的含量逐步增加；颗粒尺寸为3～

2、7μm，且无明显团聚形象。涂层的平均硬度高达1050HV，明显高于基体平均硬度，其硬度提高主要是由于涂层中高硬度VC-Cr7C3复相陶瓷颗粒相的形成。关键词：激光熔覆；原位生成；VC-Cr7C3复相陶瓷；显微组织；硬度中图分类号：TB333文献标识码：A文章编号：1001-3814(2011)22-0126-04StudyonIn-situSynthesizedVC-Cr7C3ComplexPhaseCeramicsReinforcedFe-basedCompositeCoatingbyLaserCladding1121SHULingling,LIWenjing,WU

3、Qianlin,SONGGuangming(1.LogisticsEngineeringSchool,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306,China;2.InstituteofMarineMaterialsScienceandEngineering,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306,China)Abstract：In-situsynthesizedVC-Cr7C3complexphasesceramicsreinforcedFe-basedcompositecoating

4、onsteelQ235substratewasfabricatedusinga3kWrectangularcontinuouswaveCO2laser.ThemicrostructureofthecladdingcoatingwasinvestigatedbySEM,EDSandXRD.Thehardnesstestofthecoatingwasalsoaccomplished.TheresultsshowthattheVC-Cr7C3compositeceramicparticlesarein-situsynthesizedinthecoating;theconte

5、ntoftheseparticlesgraduallyincreasesfromthebottomtothetopofthecoating;particlesizeis3～7μmandnoobviousagglomerationisobserved.Averagehardnessofthecoatingupto1050HV,itissignificantlyhigherthanthatofthematrix.ThehardnessofthecoatingisimprovedduetotheformationofhighhardnessVC-Cr7C3particles

6、inthecoating.Keywords：lasercladding;in-situsynthesis;VC-Cr7C3complexphaseceramics;microstructure;hardness近年来，随着原位自生复合材料的迅速发展，许碳化钒具有高硬度(2600HV)、高熔点(2730℃)多研究者从中得到启示。将原位合成技术借鉴到激等性能，且钒是强的碳化物形成元素和沉淀硬化剂，光熔覆涂层制备中，由于原位合成复合材料的增强在高温下有较好的强度和抗冲击、耐腐蚀及可焊性。相与金属基体具有良好的浸润性能、良好的界面结因此，碳化钒颗粒增强金属基复合材料在耐磨材料

7、、[1-2][5]合性能和增强相的弥散分布特征，这使在激光熔耐蚀材料、高温合金等方面有着广阔的应用前景。覆涂层中增强相的界面和分布问题得到了较好的解碳化铬在金属碳化物中具有较高的抗氧化性决。因此，利用激光协同原位合成技术制备高性能能，空气中在1100～1400℃才遭受严重氧化，非常[6]的陶瓷颗粒增强金属基表面复合材料渐成为材料研适于在高温大气环境下服役。碳化铬中的Cr7C3具[3-4]究领域的热点之一。有硬度高(1500～2100HV)、耐腐蚀及抗氧化性好、抗磨损性能极佳等优点，常被用作耐磨或抗氧化涂[7]收稿日期:2011-04-14层的增强相，