Si satura ietekme uz FeCrNiCSix pārklājuma mikrostruktūru un augstas temperatūras berzes īpašībām ar lāzera kāpnēm

Metalurģijas iekārtas ir būtiskas metalurģijas nozarei. Tās darba apstākļi ir sarežģīti, bieži augstā temperatūrā (500 grādi), liela slodze un citi vides pakalpojumi, augstas temperatūras nodilums, augstas temperatūras oksidēšanās viegli izraisa iekārtas virsmas bojājumus un pēc tam ietekmē ekspluatācijas drošību un kalpošanas laiku. Virsmas pārklājuma tehnoloģija ir svarīgs līdzeklis metalurģijas daļu aizsardzībai. Pašlaik metalurģijas daļu virsmas aizsardzības tehnoloģija ietver izsmidzināšanas tehnoloģiju, loka kausēšanas tehnoloģiju, virsmas metināšanu, lāzera apšuvuma tehnoloģiju un tā tālāk. Lāzera apšuvuma tehnoloģija izmanto augstas enerģijas lāzera staru, lai izkausētu pulveri un vienlaikus veidotu izkusušo baseinu uz matricas virsmas. Pēc ātras atdzesēšanas pārklājums tiek veidots ar metalurģisku saiti ar matricu. Lāzera apšuvuma tehnoloģijā sagatavotajam pārklājumam ir metalurģiskā savienojuma priekšrocības, zems atšķaidīšanas ātrums, neliela siltuma ietekmes zona un blīva struktūra, tāpēc ar lāzera apšuvuma tehnoloģiju sagatavotais aizsargpārklājums ir kļuvis par efektīvu metalurģijas detaļu aizsardzības līdzekli.

Pārklājuma materiāls ir galvenais lāzera pārklājuma pārklājuma aizsargājošais efekts uz metalurģijas detaļu virsmas. Starp tiem Fe-Cr-Si sakausējuma pārklājums var aizsargāt substrātu no augstas temperatūras gāzēm, oksīdiem un korozīvām vidēm augstas temperatūras vidē, tam ir laba oksidācijas izturība un izturība pret koroziju, kā arī augsta cietība un nodilumizturība, un to plaši izmanto. augstā temperatūrā, augsta korozija, augsta nodiluma servisa daļu virsmas aizsardzības vidē. Si satura (0.6%-2.5%) ietekme uz Fe-Cr sakausējuma nodilumizturīgā tērauda mikrostruktūru un īpašībām Ir konstatēts, ka Si pievienošana palīdz uzlabot sadalījumu karbīdu otrā fāze. Palielinoties Si saturam, palielinās leģētā tērauda cietība, uzlabojas nodilumizturība un korozijas izturība. Kad Si saturs sasniedz 2,3%, tā stingrība samazinās.

Rezumējot, Si elementi var efektīvi uzlabot pārklājuma nodilumizturību, izturību pret koroziju un oksidācijas izturību. Tomēr pašlaik galvenais pētījums ir vērsts uz sakausējuma pārklājumu ar zemu Si saturu (< 5 wt.%), and there are few studies on the alloy coating with high Si content (>5 mas.%). Tāpēc šajā rakstā FeCrNiCSix pārklājums tika sagatavots ar lāzera apšuvuma tehnoloģiju un Si satura izmaiņu ietekme uz FeCrNiCSix pārklājuma mikrostruktūru pie augsta Si satura (5 masas%, 10 masas%, 15 masas%). tika pētīts. Cietības un augstas temperatūras nodilumizturības ietekme nodrošina teorētisku pamatu augsta Si sakausējuma pārklājumu izpētei un sniedz zināmu tehnisko atbalstu metalurģijas detaļu virsmas aizsardzībai.

Pārklājuma pulveris ir izgatavots no hroma pulvera, silīcija pulvera, niķeļa pulvera, oglekļa pulvera un dzelzs pulvera ar tīrību, kas ir lielāka vai vienāda ar 99%, un pulvera daļiņu izmērs pēc skrīninga ir 53–150 μm. Jaukti pulveri, kas satur 5 mas.%, 10 mas.% un 15 mas.% Si elementus, tika sagatavoti, izmantojot NX-100 augstas precizitātes elektroniskos svarus. Sajauktā pulvera sastāvs ir parādīts 1. tabulā. Pēc konfigurēšanas izmantojiet planetārās lodīšu dzirnavas, lai sajauktu. Rotācijas ātrums bija 200 apgr./min, laiks 4 h, un pēc pulvera sajaukšanas vakuuma žāvēšanas krāsnī žāvēja 100 grādos 2 h. Pārklājumus, kas sagatavoti ar pulveri ar dažādu Si saturu, nosauca par 5Si, 10Si un 15Si pārklājumiem (parādīts 2. tabulā). Matrica ir izgatavota no 1Cr11Ni2W2MoV (1Cr11Ni) karstumizturīgas tērauda plāksnes.

1. tab. Karstumizturīga tērauda pamatnes sastāvse(masas %)

Tab.2 Sastāvs ofFeCrNiCSix pulveris(wt.%)

Lāzera apšuvuma aprīkojumā ir izmantots TruDisk6{{10}06 šķiedru lāzers, procesa parametri ir 1600 W lāzera jauda, ​​50% saistīšanas ātrums, vietas diametrs 5 mm, skenēšanas ātrums 600 mm/min un pulvera padeve. ātrums 5 apgr./min. Pēc pārklājuma apšuvuma pabeigšanas paraugu ar stiepļu griešanas iekārtu DK7750 sagriež kubiskā formā ar sānu garumu 10 mm. Pārklājums ir pulēts un pulēts ar smilšpapīru. Korozija bija aptuveni 10 s korozijas šķīdumā, kas satur 0,7 mas.% HF, 43 mas.% HNO3, 50 mas.% H2O. Pārklājuma mikrostruktūra tika novērota ar LeicaDM6000M metalogrāfisko mikroskopu un lauka emisijas skenējošo elektronu mikroskopu FEI-Sirion 200, un katras fāzes ķīmiskais sastāvs tika analizēts ar skenējošā elektronu mikroskopa enerģijas izkliedes spektrometru (EDS). XRD fāzes analīze tika veikta ar Miniflex600 rentgenstaru difraktometru. MC010-HVS-1000 Vickers mikrocietības testeris mēra pārklājuma šķērsgriezuma cietību, mērot 10 punktus, katrs punkts 1,5 mm attālumā viens no otra, ņemot vidējo vērtību. Eksperimentālā iekārta nodiluma veiktspējai augstā temperatūrā ir MRH-1 nodiluma pārbaudes iekārta. Berzes un nodiluma darba diagramma parādīta 1. attēlā. Nodiluma kvalitātes zudumu mēra ar DJ1002A augstas precizitātes elektronisko svaru. Nodiluma pārbaudes modelis tika sagriezts kubveida blokos ar garumu, platumu un augstumu attiecīgi 20 mm, 10 mm un 10 mm, kā arī pulēts un pulēts ar smilšpapīru (600-2000 siets). Pēc noteikšanas ar 3D topogrāfijas profilometru, trīs pārklājumu ar atšķirīgu Si saturu nodiluma testa paraugu vidējais virsmas raupjums ir 0,91 μm, un specifiskie augstas temperatūras nodiluma testa parametri ir parādīti 3. tabulā.

Tab.3 Parameters of augstas temperatūras nodilums test

(1) 5Si, 10Si un 15Si pārklājumos, kas izgatavoti ar lāzera apšuvumu, 5Si pārklājumu mikrostruktūra galvenokārt ir dendrīta un vienādaksiāla struktūra, un fāzes sastāvs galvenokārt sastāv no -Fe un Fe-Cr cietajiem šķīdumiem. 10Si un 15Si pārklājumu mikrostruktūra galvenokārt ir vienāda, un fāzes sastāvs galvenokārt sastāv no Fe3Si un Fe-Cr cietā šķīduma.

(2) Palielinoties Si elementa saturam, pārklājuma cietība un nodiluma ātrums savukārt palielinās, jo Fe3Si fāzei ir zināms trauslums, bet tai ir augsta cietība, un nodiluma laikā notiek nopietna plaisāšana, un pārklājuma nodiluma ātrums attiecīgi palielinās.

(3) 5Si pārklājumu galvenokārt raksturo līmes nodilums un oksidatīvais nodilums, un tā nodilumizturība augstā temperatūrā ir vislabākā, taču tā oksidācijas izturība ir slikta un tā cietība ir zema. 10Si un 15Si pārklājumi galvenokārt ir abrazīvs nodilums, un nodiluma ātrums pakāpeniski palielinās. Salīdzinot ar trim, 10Si pārklājums tiek uzskatīts par labāko Si satura pārklājumu.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas specializējas pētniecībā un attīstībā, automātisko lāzera apšuvuma iekārtu, ātrgaitas lāzerapšuvuma iekārtu, lāzera slāpēšanas iekārtu, lāzermetināšanas iekārtu un lāzera 3D drukas iekārtu ražošanā un pārdošanā. Mūsu produkti ir rentabli un tiek pārdoti gan iekšzemē, gan ārzemēs. Ja jūs interesē mūsu produkti, lūdzu, sazinieties ar mums pa bob@gshenglaser.com.