激光熔覆Ni-Zr-Nb-Al非晶复合涂层组织结构及性能研究

李刚; 刘丽; 侯俊英; 水东莉; 陈永君; 唐海鹏

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.012

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激光熔覆Ni-Zr-Nb-Al非晶复合涂层组织结构及性能研究

李刚 , 刘丽 , 侯俊英 , 水东莉 , 陈永君 , 唐海鹏

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激光熔覆Ni-Zr-Nb-Al非晶复合涂层组织结构及性能研究

1.
辽宁工程技术大学材料科学与工程学院, 阜新, 123000

作者简介: 李刚(1969- ),男,教授,博士,主要从事高能束表面改性的研究.E-mail:stars2387@vip.sina.com.

基金项目:
辽宁省教育厅高等学校科研计划资助项目(2008297)
中图分类号: TG156.99

Study on microstructure and performance of laser cladding Ni-Zr-Nb-Al amorphous composite coating

1.
Department of Materials Science and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China
CLC number: TG156.99

摘要: 为了制备Ni基非晶涂层,采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8非晶复合涂层,分析了涂层显微组织及物相,测得了表征力学及耐蚀性能的实验数据。结果表明,涂层中存在大量呈树枝状和胞状的晶体相,由X射线衍射分析可知,涂层中出现了非晶及NiZr2,Ni5Nb,Al2O3和Fe-Ni金属间化合物等物相;当功率为3600W时,涂层中白色非晶相含量最多,且组织最为细小;功率为3000W时,涂层最高硬度在最表面,达到2399.9HK,表面耐磨失重为0.5921mg·mm-2;涂层耐蚀性能在功率为3600W时最佳,致钝电流密度最小为3.05mA/m2,钝化区间最宽为1170mV。由新判据设计的Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8成分具有较强非晶形成能力。
- 激光技术 /
- 激光熔覆 /
- 非晶 /
- 显微组织 /
- 性能
Abstract: In order to prepare Ni-based amorphous coatings,Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8 amorphous composite coating was prepared on 45 steel substrate by means of laser cladding.Then the microstructure and phase of the coating were analyzed and the parameters characterizing the mechanical and corrosion resistance were measured.The results show that a great deal of dendritic and cystiform crystal phases exist in the coating.X-ray diffraction analysis reveals that amorphous,intermetallic compound such as NiZr2,Ni8 Nb,Al2O3 and Fe-Ni,and some other phases present in the coating.Content of white amorphous phase is up to maximum at the power of 3600W,and microstructure is most fine;hardness reaches maximum at the power of 3000W and can be up to 2399.9HK at topmost surface,while surface wear weight loss is 0.5921 mg·mm-2;coating corrosion resistance is the best at the power of 3600W.The minimum obtuse current density is 3.05mA/m2,and passive potential widest range is 1170mV;Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8 designed according to the new criterion has strong glass forming ability.
- laser technique /
- laser cladding /
- amorphous /
- microstructure /
- performance

[1]	WANG W F,SUN F J,WANG M C.Study of Cu-base coating on aluminum alloy by laser cladding[J].Laser Technology,2008,32 (3):240-243 (in Chinese).
[2]	SUN R L,YANG X J.Microstructure of TiC and C-NiCrBSi laser clad layers on Ti-6Al-4V alloy substrate[J].Heat Treatment of Metals,2005,25(2):93-96(in Chinese).
[3]	GONG Y P,LU W Y,YUAN X M.Microstructure and properties of TiB2 reinforced Co-based alloy coating by laser cladding[J].Laser Technology,2008,32(2):122-124(in Chinese).
[4]	WANG C Sh,GAO Y L,PANG H J,et al.Composition design and laser cladding of Cu-Zr-Al amorphous alloy[J].Chinese Journal of Lasers,2007,34(s1):16-18(in Chinese).
[5]	DAI J B,LI J Sh,KOU H Ch.Crystallization kinetics of Ni59Zr16Ti13 Si3Sn2Nb7 amorphous alloys[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2008,18(4):626-629(in Chinese).
[6]	CHEN W R,WANG Y M,QIANG J B.The electron concentrationconstant and atomic size-constant criterion in Zr-based bulk metallic glasses[J].Chinese Journal of Materials Research,2002,16 (2):219-224(in Chinese).
[7]	CHEN W R,WANG Y M,QIANG J B,et al.Composition design and microstructure characterization of Zr-Al-Ni-Cu bulk amorphous alloys[J].Acta Metallurgica Sinica,2002,38 (4):421-426 (in Chinese).
[8]	HE Z Q,WANG X L,QUAN B Y.Development in composition design criterions and characterizing of glass forming ability for bulk amorphous alloys[J].Transactions of Materials and Heat Treatment,2006,27(1):28-32(in Chinese).
[9]	QIANG J B,ZHANG W,INOUE A.Effects of Al and Ti additions on the thermal stability,glass-forming ability and mechanical properties of Ni60Nb20Zr20 glassy alloy[J].Materials Science and Engineering,2008,B148 (1/3):114-I18.

[1]	陈永城 , 罗子艺 , 韩善果 , 蔡得涛 , 哈斯金·弗拉基斯拉夫 . 5mm厚紫铜激光焊接接头组织及性能研究. 激光技术, 2019, 43(2): 212-216. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.02.012
[2]	项东 , 许斌 , 刘科高 . W6Mo5Cr4V2激光熔覆陶瓷涂层显微组织及性能分析. 激光技术, 2003, 27(5): 434-436.
[3]	龚佑品 , 鲁玮瑗 , 袁晓敏 . 激光熔覆TiB2增强Co基合金涂层的组织与性能. 激光技术, 2008, 32(2): 122-124.
[4]	宋传旺 , 李明喜 . 纳米CeO2对激光熔覆Ni基合金层组织与性能的影响. 激光技术, 2006, 30(3): 228-231.
[5]	陈顺高 , 张晓明 , 郑启池 , 李瑞峰 . CeO₂对激光熔覆Ni60合金涂层组织及性能的影响. 激光技术, 2017, 41(6): 904-908. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.06.027
[6]	张昌春 , 石岩 , 王洪新 . 激光功率对Co基梯度耐磨涂层性能的影响. 激光技术, 2018, 42(4): 494-499. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.012
[7]	刘志勤 , 张洪欣 , 王开富 , 郑克全 . 激光熔覆金属陶瓷复合合金层的组织与性能研究. 激光技术, 1998, 22(1): 46-49.
[8]	武万良 , 黄文荣 , 杨德庄 , 孙荣禄 . Ti-6Al-4V合金基体上激光熔覆Ti+TiC粉末的显微组织. 激光技术, 2003, 27(4): 307-310.
[9]	赵琳 , 陈武柱 , 张旭东 . NULCB钢激光焊接接头组织、性能的研究. 激光技术, 2006, 30(4): 344-346,359.
[10]	周磊磊 . 离焦量对纯钛薄板对接焊缝性能的影响. 激光技术, 2019, 43(3): 397-400. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.03.020
[11]	赵亚凡 , 陈传忠 . 激光熔覆羟基磷灰石涂层的研究动态. 激光技术, 2006, 30(6): 614-617.
[12]	张春良 . 核阀零件激光熔覆Co基涂层的组织研究. 激光技术, 2001, 25(2): 129-133.
[13]	邱星武 . 1Cr18Ni9Ti激光相变硬化层组织及性能. 激光技术, 2011, 35(3): 425-427,432. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.036
[14]	袁庆龙 , 冯旭东 , 曹晶晶 , 苏志俊 . 扫描速率对激光熔覆层组织及耐蚀性的影响. 激光技术, 2011, 35(2): 163-166. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.006
[15]	张三川 , 姚建铨 , 梁二军 . 激光熔覆进展与熔覆合金设计. 激光技术, 2002, 26(3): 204-207.
[16]	赵永 , 黄安国 , 熊建钢 , 陈晓娟 , 尼军杰 , 李志远 . 工业纯铝表面激光熔覆Y粉的研究. 激光技术, 2008, 32(5): 465-467.
[17]	杨宁 , 李立凯 , 晁明举 . 激光熔覆原位生长VC-WxC颗粒增强镍基涂层研究. 激光技术, 2012, 36(5): 627-631. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.013
[18]	陆靖 , 孙文磊 , 陈子豪 , 邢学峰 , 杨凯欣 , 周浩南 , 刘德明 . 热作模具表面激光熔覆H13的数值模拟及实验研究. 激光技术, 2023, 47(4): 558-564. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.04.018
[19]	姬生钦 , 李鹏 , 曾晓雁 . 激光熔覆直接制造金属零件的组织及力学性能分析. 激光技术, 2006, 30(2): 130-132,160.
[20]	王杉杉 , 师文庆 , 吴腾 , 程才 , 朱志凯 , 陈熙淼 , 谢林圯 , 何宽芳 . WC质量分数对激光熔覆Ni基涂层组织和性能的影响. 激光技术, 2023, 47(4): 463-468. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.04.004

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激光熔覆Ni-Zr-Nb-Al非晶复合涂层组织结构及性能研究

作者简介: 李刚(1969- ),男,教授,博士,主要从事高能束表面改性的研究.E-mail:stars2387@vip.sina.com

1. 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院, 阜新, 123000

收稿日期: 2010-05-31
录用日期: 2010-06-07
网络出版日期: 2011-03-25

基金项目: 辽宁省教育厅高等学校科研计划资助项目(2008297)

关键词:

摘要: 为了制备Ni基非晶涂层,采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8非晶复合涂层,分析了涂层显微组织及物相,测得了表征力学及耐蚀性能的实验数据。结果表明,涂层中存在大量呈树枝状和胞状的晶体相,由X射线衍射分析可知,涂层中出现了非晶及NiZr2,Ni5Nb,Al2O3和Fe-Ni金属间化合物等物相;当功率为3600W时,涂层中白色非晶相含量最多,且组织最为细小;功率为3000W时,涂层最高硬度在最表面,达到2399.9HK,表面耐磨失重为0.5921mg·mm-2;涂层耐蚀性能在功率为3600W时最佳,致钝电流密度最小为3.05mA/m2,钝化区间最宽为1170mV。由新判据设计的Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8成分具有较强非晶形成能力。