摘要
火电厂烟气脱硫的主要部件循环泵的叶轮长期处于含有大量固体颗粒和酸根离子的浆液中，容易发生磨损腐蚀等破坏。双相不锈钢包含铁素体、奥氏体两种相。其强度高，耐磨损腐蚀性能好。其叶轮中叶片的形状复杂，采用传统方法制备双相不锈钢叶轮过程耗时且成形难度大。激光直接沉积成形复杂零件，无需模具可以直接成形致密零件并获得所需服役性能。综上，本研究采用激光直接沉积制备SAF2707双相不锈钢材料。 初步探索激光直接沉积工艺过程粉末送达规律，调整成形块体样品中的铬含量达到SAF2707的名义成分范围;研究了 Cr、Si添加量以及添加LaB6对激光直接沉积双相不锈钢两相比例，样品的耐磨耐蚀性能以及力学性能的影响。在优化的激光直接沉积参数下（激光功率:2300 W,扫描速度:4mm/s,搭接率:50％）使用FL-Dlight02-3000W激光器制备了 00-xCrNi7Mo5（x=27、28、29、30wt.％）、00Cr29Ni7Mo5-ySi（y=1.5、2.5、3.5 wt.％）和00Cr29Ni7Mo5Si2.5LaB60.05八种不同成分的双相不锈钢样品。 实验结果表明:激光直接沉积制备00-xCrNi7Mo5（x=27、28、29、30 wt.％）双相不锈钢由铁素体以及奥氏体组成。在以元素混合粉进行激光直接沉积制备块体样品的过程中，铬元素粉末发生了烧损,其从粉末到激光直接沉积样品的损失量为2 wt.％～3 wt.％,本实验中当混合粉末中的铬含量在29 wt.％～30 wt.％的范围内，所制备出的块体样品的铬含量达到SAF 2707的名义成分范围。当Cr含量在27 wt.％～30 wt.％范围内变化，铁素体相比例在19.2％～44.1％范围。00Cr29Ni7Mo5双相不锈钢平均硬度为341 HV0.2,抗拉强度为994MPa，屈服强度为756 MPa,延伸率为22％,综合力学性能最好，自腐蚀电位为-0.448 V,平均摩擦系数为0.5398。在提高样品耐磨耐蚀的基础上，选用了综合力学性能最佳的00Cr29Ni7Mo5双相不锈钢作为基础成分进行下一步成分设计。 激光直接沉积制备了 00Cr29Ni7Mo5-ySi（y=1.5、2.5、3.5 wt.％）双相不锈钢块体材料。随着样品中硅含量从1.5 wt.％增加到3.5 wt.％,铁素体相比例从37.4％增加到53.2％。00Cr29Ni7Mo5Si3.5样品中出现了少量σ相。00Cr29Ni7Mo5Si2.5双相不锈钢样品综合性能最佳，其抗拉强度为966 MPa,延伸率达到27％,自腐蚀电位为:-0.384 V，自腐蚀电流密度为3.86×10-6A·cm-2,平均摩擦系数为0.482,磨耗量为7.09×10-13 m3/Nm。 00Cr29Ni7Mo5Si2.5LaB60.05 的屈服强度为 907 MPa,抗拉强度为 1029 MPa,延伸率为22％。00Cr29Ni7Mo5Si2.5LaB60.05双相不锈钢的耐磨性能良好，平均摩擦系数为0.4543,摩擦磨损耗量为6.6×10-13m3/Nm,其耐腐蚀性能良好，自腐蚀电位为-0.384 V，自腐蚀电流密度为2.95×10-6 A·cm-2。
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