激光能量密度对激光熔覆NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响

聂金浩，杨宜鑫，李玉新，张宏建，魏守征，蔡杰，关庆丰

(1.中北大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030051；2.江苏大学 先进制造与现代装备技术工程研究院，江苏 镇江 212013;3.江苏大学 材料科学与工程学院，江苏 镇江 212013 )

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随着兵器工业领域的发展，为满足金属材料高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀和抗辐射等性能要求，在其表面制备一定厚度的保护性涂层不失为一种简单高效的方法。MCrAlY(M是过渡族金属Ni、Co，或它们的混合物)涂层由于具有良好的粘附性、高模量、高强度、耐磨以及优异的高温腐蚀抗力[1-2]，可应用于许多部件的保护涂层[3-5]。

目前，涂层最为常用的制备手段有等离子喷涂[6]、超音速火焰喷涂[7]、低压等离子溅射[8]以及激光熔覆(LC)[9-10]技术。其中，LC技术相较于其他常用技术，涂层微观组织较为致密，并且具有较高的机械性能和较低的冶金缺陷[11-12]。此外，LC技术具有对材料的选择范围较大、可改变的工艺参数较多、自动化程度较高以及熔覆层质量稳定等特点[13]。徐瑞华等[14]研究了扫描速度对LC中NiCoCrAlY涂层微观组织和硬度的影响，结果表明随着扫描速度的增加，枝晶不断被打破，晶粒逐渐变小，硬度逐渐增大。朱红梅等[15]研究了LC NiCoCrAlY涂层在900 ℃ LiF-NaF-KF熔盐中的腐蚀行为，结果表明NiCoCrAlY涂层显著提高了基材的耐熔盐腐蚀性能。Falcón等[16]分析了NiCoCrAlY涂层的高温氧化变化规律，结果证明激光金属沉积技术制备的NiCoCrAlY涂层生成了稳定的TGO层。Pereira等[17]采用同轴LC技术制备了NiCoCrAlY涂层，证明了NiCoCrAlY涂层在弹性模量、硬度和延展性等方面具有广阔的应用前景。……