【摘 要】
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通过外加硬质相颗粒增强熔覆层的摩擦磨损性能是当今激光熔覆技术研究的热点,其中WC颗粒因为具有极高的硬度、优良的耐磨性以及与钢铁材料优秀的相容性而被广泛研究和应用。但微米级WC颗粒由于内部缺陷多,易致激光熔覆涂层中产生裂纹、气孔等缺陷;而Nano-WC颗粒内部缺陷少,且具有独特的纳米尺寸效应,可以缓解熔覆层中应力集中情况,减少裂纹的产生。本文采用半导体激光器在NM400钢表面激光制备了不同含量的Na
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通过外加硬质相颗粒增强熔覆层的摩擦磨损性能是当今激光熔覆技术研究的热点,其中WC颗粒因为具有极高的硬度、优良的耐磨性以及与钢铁材料优秀的相容性而被广泛研究和应用。但微米级WC颗粒由于内部缺陷多,易致激光熔覆涂层中产生裂纹、气孔等缺陷;而Nano-WC颗粒内部缺陷少,且具有独特的纳米尺寸效应,可以缓解熔覆层中应力集中情况,减少裂纹的产生。本文采用半导体激光器在NM400钢表面激光制备了不同含量的Nano-WC颗粒和微米级Co-WC颗粒增强Fe-314基激光复合熔覆涂层,并通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段,对比研究了它们对激光熔覆层组织与性能的影响。研究结果表明:（1）添加Nano-WC颗粒与Co-WC颗粒都可以细化熔覆层晶粒,改变熔覆层中树枝晶的数量与形态。添加Nano-WC颗粒的熔覆层由γ-（Fe,Ni）、Fe Cr0.29Ni0.16C0.06、（Cr,Fe）23C6、Fe6W6C、Cr7C3、Fe7C3和WC等物相组成。添加Co-WC颗粒的熔覆层由γ-（Fe,Ni）、Fe Cr0.26Ni0.16C0.06、M23C6（M=Fe、Cr、Co）、Co Cx和WC物相组成。熔覆层中的硬质相碳化物颗粒弥散分布在枝晶间,对熔覆层起到了第二相强化作用。（2）添加Nano-WC颗粒与Co-WC颗粒后熔覆层的硬度显著提升,并且熔覆层的硬度随着WC颗粒添加量的增加而上升。Nano-WC含量为30%的熔覆层显微硬度达到了864.6 HV0.2,Co-WC含量为30%的熔覆层显微硬度达到了795.4HV0.2。WC颗粒对熔覆层的强化机制为细晶强化、固溶强化和第二相强化。（3）添加Nano-WC颗粒与Co-WC颗粒后熔覆层的磨损机理主要为磨粒磨损与疲劳磨损。当外加WC颗粒含量为30%时,添加Nano-WC的熔覆层耐磨性为基体的11.94倍,添加Co-WC颗粒的熔覆层耐磨性为基体的4.46倍。（4）在Fe基合金粉末中添加Nano-WC与Co-WC颗粒后,由于裂纹等缺陷的产生,熔覆层的耐蚀性相较于Fe-314基体熔覆层有所下降,均强于NM400钢的耐蚀性。
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