Ni基高温合金表面激光熔覆Co基合金的组织

第２３卷第６期２００２年ｌ２月

焊接学报

ＴＲＡＮＳＡＣＴｌＯＮＳＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＷＥＬＤＩＮＧＩＮＳＴｎｌＵＴＩＯＮ

Ｖｏｌｆ２３Ｎｏ．６

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００２

Ｎｉ基高温合金表面激光熔覆Ｃｏ基合金的组织

李明喜１一，何宜柱２，孙国雄１

（１．东南大学机械工程系，南京２１００１８；２．安徽工业大学激光加工研究中心，马鞍山２４３００２１

摘要：采用横流ｃ０：激光，在Ｎｉ基高温台金表面激光熔覆Ｈ凸ｇ虮拈ｃｏ钴基非自熔性

台金粉末，制备了无缺陷的浍层。利用光学显微镜、扫描电镜及附件（ＥＤｓ）、透射电镜

（ＴＥＭ）、ｘ射线衍射仪分析了ｃｏ钴基合金熔覆层的组织结构．比较了熔覆层两道之间

搭接重熔区与非重熔区的组织特征。结果表明，熔覆层的初生相为Ｙ—ｃｏ枝晶，枝晶同

为１一ｃｏ＋ｃ～ｃ。共晶；熔覆层与基体交界具有快速定向凝固特征，晶粒生长方向为垂

直于界面，而表层则倾向于平行激光扫描方向；熔爱层两道搭接重熔区界面部分晶粒的

结晶方向继承了第一道的结晶方向。

关键词：激光熔覆；钴基台金；显微组织；结晶方向

中圈分类号：Ｔｃｌ７４．４４文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—３６０ｘ（２００２）０６一１７一０４竽明吾

Ｏ序言

ｃｏ基合金具有良好的耐蚀和抗氧化性能，但价格昂贵，作为整体工件使用受到限制。一般而言，工件的失效往往首先发生在表面，故人们试图在保证整体性能的前提下，着重提高其表面性能。

激光熔覆能改善工件表面的耐磨、耐蚀和抗氧化等性能，已成为材料表面局部强化的一种有效方法‘。’２。此工艺方法既能满足对材料表面性能的要求，又能节约太量的贵重战略金属原料．既可用于表面改性，又可用于表面的修复，因此，其应用前景十分广阔”１。目前，激光熔覆ｃｏ基合金的基础、应用研究越来越多，但绝大多数均为ｃｏ基台金白熔性粉末”ｊ。非自熔性ｃｏ基台金具有更高的耐热性，有关它的激光熔覆研究报道不多，对凝固过程及其组织特征的系统研究较少。

文中采用同步送粉法，在镍基高温台金上激光熔覆非自熔性Ｈ始ａｎ如ｃｏ基合金粉末，研究其凝固组织和相结构。

１试验材料及试验方法

１．１激光熔覆试验

在镍基高温合金表面激光熔覆Ｈｏｇａｎ釜吕ＨＭＳＰ

收稿日期：２００２—０６一ｊ７

基金项目：－｝Ｉ÷｝政府问国际合作（项目号２００２００９）；安徽省科技厅中美国际台作项目（项目号０Ｊ０８８０１３）２５３７非自熔性钴基合金粉。镍基高温台金化学成分（质量分数，％）为：ｏ．４ｃ—１．２ｓｊ一２５．４ｃｒ一３．ｏＦｅ一８．ｏｗ一０．８Ｍｎ，Ｎｉ余量；ｃｏ基合金粉末的化学成分（质量分数，％）为：１．１ｃ一２８．７ｃｒ—１．２Ｓｉ一４．５ｗ—ｏ．５Ｆｅ—Ｏ．９ＮＩ，ｃｏ余量。镍基合金试样的尺寸为１００ｍｍ×６０ｒｎｒｎｘ１０ｍｍ，试样表面经预处理后待用。

熔覆试验在ＴＪ—ＨＬ一眄０００型横流ｃＯ，激光加工成套设备上进行，加工机床配备六轴四连动数控系统，采用同步送粉方式进行熔覆试验。

同自熔性粉末相比，非自熔性ｃｏ基合金粉束的激光熔覆性较差，容易产生裂纹等缺陷。研究通过优化预热、激光熔覆及后热工艺，获得了无裂纹、表面平整的熔覆层．有关研究内容将另文报道。研究试样采用的熔覆工艺：激光输出功率ｌ９５０ｗ，扫描速度１２０ｍｍ／ｓ，光斑直径４．５ｍｍ，送粉嘴直径为２．５ｍｍ，送粉量６∥ｍｍ，搭接率为３０％。用Ａｒ气保护熔池。

１．２微观组织分析

横、纵截面金相试样经抛光后用王水深腐蚀，用ＯＬＹＭＰｕｓＰＭＥ一３型显微镜、ＰＨｕＰ一Ⅺ３０型扫描电镜及能谱附件进行微观组织及微区成分分析；Ｈ一８００型透射电镜观察组织形貌和电子衍射结构分析；ｘＤ一３Ａ型ｘ射线衍射仪分析相结构。

２试验结果

２．１熔覆层相结构分析

　万方数据