金属热处理2024,Vol.49Issue(2) :281-290.DOI:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.02.044

载气流量对激光熔覆添加Y2O3的镍基涂层组织和耐腐蚀性的影响

Influence of carrier gas flow rate on microstructure and corrosion resistance of laser clad Ni-based coatings with Y2O3

李云峰 王嘉圣 石岩 姜广君 唐术锋 何晓东
金属热处理2024,Vol.49Issue(2) :281-290.DOI:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.02.044

载气流量对激光熔覆添加Y2O3的镍基涂层组织和耐腐蚀性的影响

Influence of carrier gas flow rate on microstructure and corrosion resistance of laser clad Ni-based coatings with Y2O3

李云峰 1王嘉圣 1石岩 2姜广君 1唐术锋 1何晓东1
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作者信息

  • 1. 内蒙古工业大学机械工程学院,内蒙古呼和浩特 010051
  • 2. 长春理工大学机电工程学院,吉林长春 130022;国家国际光学科技合作基地,吉林长春 130022
  • 折叠

摘要

采用5 kW二氧化碳激光,在42CrMoA钢基体上制备纯Ni45合金涂层和Ni45+0.4wt%Y2O3涂层.用FLUENT软件对载气流量进行了数值模拟.采用光学显微镜、扫描电镜和XRD测试仪对两种涂层的宏观形态和微观结构进行了表征.结果表明,当载气流量从500 L/h提高到700 L/h时,粉末收敛点的浓度先增大后降低;两种涂层凝固类型由平面晶、胞状晶、柱状枝晶和等轴晶组成;两种涂层由γ-Ni、M23C6和Ni3B组成;采用600 L/h载气流量涂层的微观结构细化程度最好.耐腐蚀性随载气流量的增加而增加,随后又降低,采用600 L/h载气流量的涂层耐腐蚀性最好.

Abstract

A 5 kW CO2 laser was used for the preparation of pure Ni45 alloy coating and Ni45+0.4wt%Y2O3 coating on 42CrMoA steel substrate.Numerical simulation of the carrier gas flow rate was conducted using FLUENT software.The macroscopic morphologies and microstructure of the two coatings with different carrier gas flow rates were characterized using optical microscopy,scanning electron microscopy and XRD tester.The results show that as the carrier gas flow rate is increased from 500 L/h to 700 L/h,the powder deposition efficiency initially increases and then decreases.The solidification types of the two coatings consist of planar grains,cellular grains,columnar dendritic grains,and equiaxed grains,and with γ-Ni,M23C6,and Ni3B phases.The microstructure refinement is most prominent when using a carrier gas flow rate of 600 L/h.The corrosion resistance increases initially,then decreases with the increase of carrier gas flow rate,and the coating produced with 600 L/h carrier gas flow rate has the best corrosion resistance.

关键词

镍基激光熔覆涂层/Y2O3/数值模拟/微观结构/耐腐蚀性

Key words

Ni-based laser clad coating/Y2O3/numerical simulation/microstructure/corrosion resistance

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基金项目

内蒙古自治区自然科学基金青年基金(2023QN05013)

内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(JY20220262)

内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(JY2022016)

内蒙古工业大学科研启动金项目(DC2200000878)

内蒙古自治区高等学校创新团队发展计划(NMGIRT2213)

出版年

2024
金属热处理
北京机电研究所 中国机械工程学会热处理学会 中国热处理行业协会

金属热处理

CSTPCD北大核心
影响因子:0.546
ISSN:0254-6051
被引量1
参考文献量23
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