研究目的
通过激光熔覆添加WC增强相和Y2O3的复合涂层提高钛合金的耐磨性。
研究成果
复合涂层因硬质相及微观结构特征而展现出良好的冶金结合、增强的显微硬度(为基体的3倍)以及改善的耐磨性(为基体的7.5倍)。未来研究应聚焦于孪晶与位错的形成机制。
研究不足
该研究未涉及长期性能或环境因素。潜在的优化方案包括调整激光参数或探索其他稀土氧化物。
1:实验设计与方法选择:
采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V基体上制备复合涂层,通过多种技术手段分析相组成、微观结构、显微硬度和耐磨性。
2:样品选择与数据来源:
以Ti6Al4V钛合金板(60 mm×40 mm×14 mm)为基体,在其表面预置NiCrBSi、WC和Y2O3按质量比78:20:2配制的粉末混合物。
3:实验设备与材料清单:
设备包括光纤激光熔覆系统(IPG YLS-6000光纤激光器)、扫描电镜(FlexSEM 1000)、透射电镜(Tecnai F30)、X射线衍射仪(岛津XRD-7000)、显微硬度计(HM-800)、磨损试验机(M-200环块式与MRH-3W)、天平(TG328B)。材料包括Ti-6Al-4V、NiCrBSi粉末、WC粉末、Y2O3粉末、SiC砂纸、丙酮、有机粘结剂、王水(HCl和HNO3混合液)及氩气。
4:0)、透射电镜(Tecnai F30)、X射线衍射仪(岛津XRD-7000)、显微硬度计(HM-800)、磨损试验机(M-200环块式与MRH-3W)、天平(TG328B)。材料包括Ti-6Al-4V、NiCrBSi粉末、WC粉末、Y2O3粉末、SiC砂纸、丙酮、有机粘结剂、王水(HCl和HNO3混合液)及氩气。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:基体预处理(打磨与清洗)、粉末混合与预置、干燥、激光熔覆(参数:激光功率1500 W,扫描速度240 mm/min,气体流量15 L/min)、试样制备(切割、研磨、抛光、腐蚀)、微观组织分析(SEM、TEM、EDS、XRD)、显微硬度测试及磨损测试。
5:数据分析方法:
XRD进行物相鉴定,SEM与TEM观察微观结构,EDS分析元素分布,显微硬度测量,磨损失重计算及结果统计分析。
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fibre laser
YLS-6000
IPG
Used for laser cladding process to deposit composite coatings.
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X-ray diffractometer
XRD-7000
Shimadzu
Used for phase identification of the composite coatings.
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scanning electron microscope
FlexSEM 1000
Used to investigate the microstructure of the coatings.
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transmission electron microscope
Tecnai F30
Used for detailed microstructure identification and phase analysis.
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Vickers hardness tester
HM-800
Used to measure the microhardness of the composite coatings.
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wear test machine
M-200
MRH-3W
Used to test the wear resistance of the composite coatings.
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balance
TG328B
Used to weigh the weight loss of samples after wear tests.
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