2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite6涂層的組織及性能研究.pdf

1、汽輪機(jī)末級(jí)長(zhǎng)葉片材料2Cr12MoV不銹鋼在長(zhǎng)期服役過(guò)程中，水蝕問(wèn)題非常嚴(yán)重，而且受激振力的作用易發(fā)生疲勞斷裂，目前通常采用釬焊司太立合金片的方法來(lái)提高其耐水蝕性能，然而釬焊合金片與基材結(jié)合不牢且大面積釬焊造成的焊接變形比較大，因此本文采用激光熔覆的方法在2Cr12MoV表面上制備Stellite6耐水蝕涂層。
　　利用半導(dǎo)體激光器，結(jié)合同軸送粉系統(tǒng)，在工藝參數(shù)：激光功率為2800 W，掃描速度為8 mm/s，送粉速率為13.56

2、 g/min，尾吹氣流量為15 L/min，保護(hù)氣流量為5 L/min可以獲得成形良好、無(wú)缺陷、稀釋率低且與基材2Cr12MoV呈冶金結(jié)合的Stellite6合金涂層。重點(diǎn)研究了在此工藝參數(shù)下不同掃描路徑對(duì)多層多道涂層的組織和硬度的影響。研究結(jié)果表明，單向掃描路徑下的多層多道涂層組織呈現(xiàn)明顯的外延生長(zhǎng)，層與層之間的搭接區(qū)由于回火的作用導(dǎo)致硬度值有明顯的下降，而交叉掃描路徑下的組織外延生長(zhǎng)得到了一定程度的抑制，而且每一層的硬度分布相對(duì)于單

3、向掃描路徑也更加的均勻。
　　基材2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite6合金涂層后，其耐磨性能提高了約3倍，耐水蝕性能也得到了明顯的提高。而且其疲勞極限為380 MPa，仍接近于純基材的疲勞極限400 MPa，在經(jīng)過(guò)550℃×6 h去應(yīng)力退火之后，熔覆試樣的疲勞性能有一定程度的提高，甚至優(yōu)于純基材的疲勞性能。分析其疲勞斷口發(fā)現(xiàn)，基材2Cr12MoV的疲勞源一般位于試樣的表面，在疲勞裂紋擴(kuò)展階段的前期可以看到呈放射狀的二次疲

4、勞臺(tái)階，后期可以看到典型的疲勞特征二次裂紋和輪胎花樣，瞬斷區(qū)為較深的韌窩；而熔覆試樣的疲勞源一般位于基材側(cè)的棱角處，然后呈扇形由基材向熔覆層一側(cè)擴(kuò)展，最后發(fā)生瞬斷，其中在基材一側(cè)的瞬斷區(qū)為韌窩斷裂，但韌窩相對(duì)于純基材瞬斷區(qū)的韌窩變淺，而在熔覆層一側(cè)則為準(zhǔn)解理斷裂和沿樹(shù)枝晶斷裂的混合斷裂模式。
　　對(duì)比研究了不同掃描路徑對(duì)激光熔覆成型Stellite6合金涂層的拉伸性能和疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響。研究結(jié)果表明，單向掃描路徑下沿縱向即平