TiC增強鈷基合金激光熔覆層組織及性能的研究.pdf

1、閥門經常處于一種較高溫度和壓力的環(huán)境下工作。加上閥門與自身接觸面或流體中的雜質相互摩擦、擠壓，以及流體的沖刷和腐蝕，使得閥門密封面產生損傷，導致閥門報廢。采用激光熔覆工藝對閥門密封面進行表面強化處理，可以顯著提高閥門的使用壽命，給社會帶來巨大的經濟效益。
　　試驗選取Stellite6、Stellite F和Tribaloy400三種鈷基合金作為激光熔覆材料，并添加一定量的TiC進行增強，在304不銹鋼表面制備了一系列鈷基合金激光

2、熔覆層。論文以激光熔覆層表面成形及稀釋率為參考，發(fā)現激光功率為5KW，掃描速度為360mm/min時，獲得的熔覆層質量較好。
　　Stellite6激光熔覆層組織主要由面心立方(fcc)結構的初生固溶體γ-Co相，以及少量Cr7C3、CrFe4、Cr2Ni3、Co3W等相構成。添加TiC后，熔覆層主要組成相γ-Co相不變。Cr7C3相變成了Cr3C2和Cr23C6兩相。Stellite F激光熔覆層主要由γ-Co、Cr2Ni3和N

3、i17W3相構成，以及少量的Co7W6、Cr23C6、Ni3C等相。添加TiC后，熔覆層又生成了Cr3C2、Co3Ti和TiC等相。Tribaloy400激光熔覆層中主要由面心立方的γ-Co、ε-(Co7Mo6)、Co2Mo3Si相構成。添加TiC后，熔覆層又出現了TiC、Cr23C6、Cr2Ti、Co3Ti、Co2Ti等相。
　　Stellite6熔覆層組織結構與Tribaloy400相似，從熔覆層底部由下到上依次為平面晶、柱狀

4、晶、樹枝晶、等軸晶。Stellite F激光熔覆層從由下到上依次由平面晶、樹枝晶和等軸晶構成。添加TiC粉末后，在生成上述組織的同時，熔覆層內出現了大小不一、形狀各異的塊狀相。當添加量達到20％時，熔覆層表面均勻布滿塊狀相。其主要由TiC及新生成的鈦的金屬間化合物構成。
　　三種鈷基合金激光熔覆層中，Tdbaloy400熔覆層硬度最高，其平均硬度為567HV。常溫磨損試驗中，Stellite F激光熔覆層常溫耐磨性能較好，磨損形式

5、以黏著磨損為主。Stellite6、Tribaloy400激光熔覆層常溫耐磨性能較差，磨損形式以磨料磨損為主。高溫磨損試驗中，304不銹鋼摩擦系數最大。Stellite F激光熔覆層摩擦系數最小，約為0.771，磨損形式以黏著磨損為主。Stellite6與Tribaloy400摩擦系數相近，磨損形式也相同，均以磨粒磨損為主并伴有少量黏著磨損。這兩種熔覆層高溫耐磨性較好，高溫磨損量僅為304不銹鋼的1/5。在電化學試驗中，Stellite

6、6和Stellite F激光熔覆層耐腐蝕性能較好。Tribaloy400耐腐蝕性與304不銹鋼近似。
　　向三種鈷基合金中添加少量TiC（添加量≤10％）時，激光熔覆層硬度不升反降，常溫耐磨性能也變差，未展現出添加陶瓷相的強化效果。當TiC添加量達到20％時，激光熔覆層硬度得到顯著提高，熔覆層平均硬度均在800HV以上。常溫耐磨性能得到顯著提升，常溫耐磨性是304不銹鋼的15倍以上。其磨損形式主要由黏著磨損和接觸疲勞磨損構成。耐腐