钛合金表面激光原位熔覆结合激光重熔制备ti-b-c超硬耐磨复合涂层-preparation of ti - b - c superhard wear-resistant composite coating by laser in-situ cladding and laser remelting on titanium alloy surface.docx

万方数据 万方数据 HYPERLINK \l _bookmark0 2.4 技术路线 13 HYPERLINK \l _bookmark1 第三章 TC4 钛合金表面激光熔覆原位制备 TIB 陶瓷涂层的微观组织 HYPERLINK \l _bookmark1 特征与硬度特性 15 HYPERLINK \l _bookmark2 3.1 引言 15 HYPERLINK \l _bookmark3 3.2 不同激光功率对熔覆层的表面形貌影响15 HYPERLINK \l _bookmark4 3.3 不同激光工艺参数对熔覆层显微组织的影响17 HYPERLINK \l _bookmark5 3.4 激光熔覆层的 XRD 结果分析 29 HYPERLINK \l _bookmark6 3.5 激光熔覆层的显微硬度分析 34 HYPERLINK \l _bookmark7 3.6 复合强化分析 35 HYPERLINK \l _bookmark8 3.7 结论35 HYPERLINK \l _bookmark9 第四章 激光重熔对钛合金表面激光原位熔覆层微观组织与性能的影 HYPERLINK \l _bookmark9 响37 HYPERLINK \l _bookmark10 4.1 引言37 HYPERLINK \l _bookmark11 4.2 试验结果与讨论 37 HYPERLINK \l _bookmark12 4.2.1 熔层显微组织观察38 HYPERLINK \l _bookmark13 4.2.2 熔层的 XRD 结果分析 44 HYPERLINK \l _bookmark14 4.2.3 激光重熔过程中陶瓷相分布变化与晶粒致密行为 47 HYPERLINK \l _bookmark15 4.2.4 熔层的显微硬度47 HYPERLINK \l _bookmark16 4.3 结论48 HYPERLINK \l _bookmark17 第五章 总结与展望 50 HYPERLINK \l _bookmark18 5.1 主要研究结论 50 HYPERLINK \l _bookmark19 5.2 主要创新成果 51 II 万方数据 万方数据 HYPERLINK \l _bookmark20 5.3 展望 51 HYPERLINK \l _bookmark21 参考文献52 HYPERLINK \l _bookmark22 附录59 HYPERLINK \l _bookmark23 致谢60 III 摘 要 本文研究 TC4 钛合金表面激光强化，采用 OM、SEM、XRD 与显微硬度计 研究了激光原位熔覆结合激光重熔制备复合涂层的组织和性能，主要对制备过程 中组织形成规律及显微硬度变化特点进行了分析，并初步探讨了熔层的强化机 制。主要研究内容和所获得结果如下： （1）对钛合金表面激光熔覆原位制备涂层的现状进行了分析总结。目前， 大部分学者都是通过熔化所添加的混合材料与基材微溶的方式来制备熔覆层，虽 然熔层与基材之间也能呈冶金结合，但熔层与基材之间的互熔量太低还是会使结 合强度不够好，而且未充分考虑利用基材的成分与粉末之间进行原位反应，不易 进一步减少工业应用中的成本控制。 （2）在优化的实验工艺参数下，较系统研究了激光辐照 TiB2 粉末制备 熔覆层中的形貌、显微组织与陶瓷相分布，并对熔覆层的硬度分布特点进行 分析。结果表明，可制备出无气孔、无裂纹与表面质量较好的熔覆层。熔覆 层的显微组织由表及里从块状颗粒转变为细针状组织；TiB2 陶瓷相由表及里 逐渐减少，而 TiB 陶瓷相由表及里逐渐增多；熔层表面显微硬度高，并由表 及里呈现出梯度变化。激光熔覆层的强化方式为复合强化，主要包括纤维强 化与颗粒强化。 （3）通过在钛合金表面预置一定厚度的 B4C 涂层，并进行激光原位熔覆制 备复合涂层，接着采用激光重熔方法对钛合金表面激光原位熔覆层进行了处理， 对比了重熔前后熔层显微组织、相分布和显微硬度变化情况。结果表明， 适当 工艺参数的激光重熔处理可以消除位于原位熔覆层底部的大气孔，可以使熔层中 的陶瓷相分布更均匀， 从而提高熔层的组织致密性； 激光重熔处理后熔层硬度 值的梯度变化减弱， 熔层的平均显微硬度与质量的稳定性均得到提高。 关键词：激光熔覆；激光重熔；TC4 钛合金；显微组织；显微硬度 1 PAGE 10 PAGE 10 万方数据 In-situ Synthesized Ti-B-C Superhard were-resisting Composite Coating of TC4 Titanium Alloy by Laser Cladding Combine