激光熔覆+重熔制備的涂層顯微分析顯微鏡
不同重熔時激光掃描速度導致激光重熔涂層的非晶相體積含量出
現差別,隨激光重熔掃描速度的增加,重熔層中非晶相體積含量
也隨之增加。
激光重熔掃描速度的增加其重熔層的顯微硬度值也隨之增加。這
說明,重熔層中非晶體積含量的增加有利于提高涂層的顯微硬度
值。
綜上所述,激光熔覆+重熔制備的涂層,其顯微硬度由界面到
頂端呈現梯度分布的趨勢,顯微硬度值逐漸增加,并在重熔層內
達到最大值。初始激光熔覆功率密度不同和重熔掃描速率不同,
會導致重熔層內的非晶相體積含量發生變化,隨非晶含量的增加
,重熔層顯微硬度值提高。 重熔層的最大位移要比未重熔涂層小
得多,加載曲線和卸載曲線圍成區域的面積也在減;說明在加
載過程中,涂層的塑性變形量減小。而銅模吸鑄所得大塊非晶的
壓痕深度處于激光熔覆涂層和激光重熔涂層之間,略低于激光重
熔涂層。通過計算得出重熔涂層的顯微硬度為1 271.9 HV,彈性
模量為280.2 GPa;熔覆層的顯微硬度和彈性模量分別為752.01
HV,彈性模量為205.74 GPa。大塊非晶的顯微硬度和彈性模量
分別為1 121.1 HV和246.3 GPa。可以看出,經激光重熔后的非
晶復合涂層的顯微硬度和彈性模量遠遠大于未重熔的熔覆層,并
且也大于大塊非晶。
激光熔覆+重熔所獲得的主要由非晶和NbC相組成的復合涂層
具有較高的硬度和彈性模量。這主要是由于兩個方面原因。首先
,在激光重熔過程中,由于重熔后的快速凝固,其固溶的合金元
素比常規采用銅模吸鑄獲得的大塊非晶合金更高。其次,在本節
的研究體系中,含有大原子半徑的Nb元素,在非晶復合涂層制備
過程中,形成NbC相,具有更高的硬度和彈性模量(硬度約為18~2
4 GPa,彈性模量為340~400 GPa。而第二相顆粒存在會起到提高
基體強度和彈性模量的效應。
其次,獲得的激光重熔涂層除獲得非晶相和NbC相以外,還存
在一定含量的納米晶。而大量研究已經表明