钛合金表面激光熔覆Ti-Mo-Si涂层组织研究

稀有金属, 2016, 40(11): 1094-1099. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY15042401

钛合金表面激光熔覆Ti-Mo-Si涂层组织研究

郑亮 ^1, , 李东 ^2, , 贺聪聪 ^3, , 陈倩倩 ^4, , 邓增辉 ^5, , 童邵辉 ^6,

1.上海工程技术大学材料科学与工程学院,上海,201620

2.上海工程技术大学材料科学与工程学院,上海,201620

3.上海工程技术大学材料科学与工程学院,上海,201620

4.上海工程技术大学材料科学与工程学院,上海,201620

5.上海工程技术大学材料科学与工程学院,上海,201620

6.上海工程技术大学材料科学与工程学院,上海,201620

基金项目: 国家自然科学基金项目(51402189) 上海工程技术大学研究生创新项目(14KY0520)资助

关键词：激光熔覆 , 二硅化钼 , TC4 , 表面改性

Microstructure of Ti-Mo-Si Coating Laser Cladding on Titanium Alloy

Keywords： laser cladding , molybdenum disilicide , TC4 , surface modification

为了改善钛合金的硬度和耐磨性能,利用5 kW YLS-5000光纤激光器,在TC4合金表面分别激光熔覆纯Ti粉、Ti-15％(Mo+Si)和Ti-30％(Mo+ Si)混合粉末(质量分数,Mo与Si原子比为1∶2),通过正交实验选择合适的功率和扫描速度等工艺参数,得到3种不同的涂层,利用金相显微镜(0M)、扫描电镜(SEM)对熔覆层的微观组织进行观察和研究、x射线衍射仪(XRD)研究熔覆层相组成,用显微硬度仪测得3种熔覆层的硬度.结果发现,功率为3 kW扫描速度10 mm·s-1得到熔合较好,缺陷较少的熔覆层.熔覆纯钛粉涂层组织为细小针状马氏体α'相,熔覆Ti-15％(Mo+ Si)涂层在界面处共析出白色条状TiSi2,熔覆Ti-30％(Mo+ Si)涂层上部出现了镶嵌在涂层中的分块状Mo5Si3,Mo-Si2硬质相,而且白色晶间析出物增多,XRD结果显示β相增多.3种涂层熔覆区硬度有很大的区别,熔覆纯钛粉涂层平均硬度为HV0.2 500左右,熔覆Ti-30％(Mo+ Si)涂层最高硬度达到了HV0.2 1120,是基体的3.4倍左右.分析比较了3种涂层组织差异的原因,Mo,Si元素添加对钛合金组织的影响,结合热力学分析,探讨混合粉末形成MoSi2的反应机制.

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