关键词:
Ni625涂层
激光熔覆
摩擦磨损
第一性原理
弹性性质
摘要:
针对20#碳钢表面耐磨性差的缺点,利用IPG8000光纤激光器在20#碳钢表面制备Ni625涂层,采用SEM,EDS,XRD,HV-1000硬度计与球-平面转盘摩擦试验机表征了熔覆层的微观组织以及力学性能。最后采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了Fe-Cr和Ni-Cr-Co-Mo两种物相的弹性性质。研究结果表明:熔覆层表面为典型的树枝晶组织,Fe-Cr物相和Ni-Cr-Co-Mo物相分别存在于枝晶和枝晶间处,熔覆层的显微硬度约为基材的2.4倍。熔覆基材和熔覆层的摩擦系数分别为0.968和0.907,熔覆基材的磨损率大约是熔覆层的2倍。熔覆基材的磨损机制为磨粒磨损、疲劳剥落磨损和黏着磨损。激光熔覆层主要为磨粒磨损和黏着磨损机制。弹性性质计算结果表明了Fe-Cr相和Ni-Cr-Co-Mo相具有力学稳定性和韧性,硬度的提升主要来自体系的固溶强化效应。