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激光功率对316L/Al_(2)O_(3)熔覆层耐磨耐蚀性能的影响
1
作者 冯玉坤 董会 +3 位作者 张永杰 李鹏宇 张三齐 杨紫辰 《表面技术》 北大核心 2025年第7期151-161,共11页
目的针对316L不锈钢激光熔覆层存在的耐磨性不足问题,基于激光功率参数及硬质相Al_(2)O_(3)颗粒共同优化熔覆层性能,制备同时具有低稀释率、高耐磨性及高耐腐蚀性的316L熔覆层,为轨道交通、石油石化等领域提供高性能表面改性解决方案。... 目的针对316L不锈钢激光熔覆层存在的耐磨性不足问题,基于激光功率参数及硬质相Al_(2)O_(3)颗粒共同优化熔覆层性能,制备同时具有低稀释率、高耐磨性及高耐腐蚀性的316L熔覆层,为轨道交通、石油石化等领域提供高性能表面改性解决方案。方法通过调整热输入量及添加Al_(2)O_(3)陶瓷颗粒的方式制备复合熔覆层,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对316L/Al_(2)O_(3)(质量分数为6%)复合熔覆层的微观结构及成分进行观察,使用显微硬度计评估其硬度,采用摩擦磨损试验仪测试其耐磨性能,应用电化学工作站测定其耐蚀性能。通过这些方法,系统分析不同激光功率条件下熔覆层的特性。结果相较于其他功率条件,在激光功率800 W条件下,316L/Al_(2)O_(3)(质量分数为6%)复合熔覆层展现出更佳的综合性能,且显著优于单一的316L熔覆层;该熔覆层内部无明显缺陷,稀释率约为9.6%,仅为316L熔覆层稀释率的50.8%;物相分析结果显示,复合熔覆层主要由铁素体、奥氏体和少量Al_(2)O_(3)组成;在800 W激光功率条件下,Al_(2)O_(3)颗粒的熔化程度最优;其硬度提升了100%以上,摩擦因数降低了25%,耐磨性提升了24倍左右;该熔覆层的电化学自腐蚀电位(Ecorr)为-340 mV,自腐蚀电流密度(Jcorr)为0.96μA/cm^(2),相较于单一316L熔覆层的自腐蚀电位高出151 mV,自腐蚀电流密度(6.64μA/cm^(2))降低了85.4%。结论通过添加Al_(2)O_(3)和调整热输入量,能够有效控制熔覆层的稀释率,显著提升熔覆层的耐磨耐蚀性能。 展开更多
关键词 激光熔覆 316L/Al_(2)O_(3)熔覆层 激光功率 稀释率 耐磨耐蚀性能
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热处理温度对高速激光熔覆Ni/316L涂层组织及摩擦磨损性能的影响 被引量：8
2
作者 董会 郭鹏飞 +1 位作者 徐龙 康凯祥 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期111-120,共10页
目的研究海水腐蚀环境中热处理温度对高速激光熔覆Ni/316L涂层耐磨性能的提升作用。方法采用高速激光熔覆设备在Q235钢表面制备Ni/316L涂层,分别在650、700、750、800℃下热处理1.5 h,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱... 目的研究海水腐蚀环境中热处理温度对高速激光熔覆Ni/316L涂层耐磨性能的提升作用。方法采用高速激光熔覆设备在Q235钢表面制备Ni/316L涂层,分别在650、700、750、800℃下热处理1.5 h,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对Ni/316L熔覆层微观组织结构和相组成进行表征,通过硬度测试和模拟海洋环境摩擦磨损试验,分析热处理温度对Ni/316L熔覆层硬度与耐磨性能的影响。结果Ni/316L熔覆层厚度约为2 mm,过渡层约为50μm。熔覆态涂层晶粒包含枝状晶和等轴晶。随热处理温度升高,涂层等轴晶数量先增加、后减少,第二相含量先升高、后降低,熔覆层硬度先升高、后降低。在750℃时,熔覆层硬度达到最高,约为熔覆态涂层硬度的2.4倍。热处理后的4种熔覆层的摩擦系数约为0.31,稍低于熔覆态涂层摩擦系数(0.33)。熔覆态涂层的磨损率比750℃热处理的涂层约高5倍。5种涂层均以磨粒磨损为主。结论改变热处理温度可以改变高速激光熔覆Ni/316L涂层的组织结构和第二相的数量,进而影响其硬度与耐磨性,但是热处理温度过高会导致晶粒组化等问题。因此,高速激光熔覆Ni/316L涂层的热处理温度应控制在750℃以下。 展开更多
关键词 热处理 高速激光熔覆 Ni/316L涂层 海洋环境 摩擦磨损
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激光熔覆316L涂层晶粒生长取向与形貌对其耐蚀性能的影响 被引量：7
3
作者 周勇 徐龙 +4 位作者 周爽 董会 郭鹏飞 杨紫辰 张三齐 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期378-387,共10页
目的表征316L激光熔覆层的晶粒取向、形貌与其耐蚀性之间的关系,阐明晶粒形态对316L熔覆层耐蚀性能的影响原理。方法在Q235钢板上激光熔覆制备搭接率为20%、35%、50%的316L不锈钢熔覆层,获得具有不同取向与含量柱状晶的熔覆层。采用光... 目的表征316L激光熔覆层的晶粒取向、形貌与其耐蚀性之间的关系,阐明晶粒形态对316L熔覆层耐蚀性能的影响原理。方法在Q235钢板上激光熔覆制备搭接率为20%、35%、50%的316L不锈钢熔覆层,获得具有不同取向与含量柱状晶的熔覆层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、电化学工作站对熔覆层的显微组织、元素分布、物相组成及耐蚀性能进行表征。结果熔覆层的晶粒形态和耐蚀性能受到搭接率影响。熔覆层因搭接发生部分重熔和回火,产生了横向柱状晶,随着搭接率从20%增大至50%,横向柱状晶含量从25%提升到41%。搭接率不影响熔覆层物相组成,熔覆层主要物相均为γ相。横向柱状晶含量在38%和41%时的熔覆层自腐蚀电流密度较25%含量的熔覆层下降1个数量级,分别为3.73、1.34μA·cm^(-2),熔覆层耐蚀性能随横向柱状晶含量的增加而提升。结论熔覆层物相与搭接率无关,但搭接率会导致熔覆层晶粒生长取向与形貌发生变化:随着搭接率的增大,晶粒由等轴晶转变为横向柱状晶。横向柱状晶降低了腐蚀性介质的传输效率,导致熔覆层耐蚀性大幅度提升。 展开更多
关键词 激光熔覆 搭接率 316L 晶粒取向 耐蚀性能
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