引 en
×

分享给微信好友或者朋友圈

使用微信“扫一扫”功能。

WC对激光熔覆层组织及耐磨耐冲击性的影响∗

  • 李云峰1,2

    机 构：

    1. 长春理工大学机电工程学院 长春 130022

    2. 科技部光学国际科技合作基地 长春 130022

    ×
  • ， 石岩1,2

    机 构：

    1. 长春理工大学机电工程学院 长春 130022

    2. 科技部光学国际科技合作基地 长春 130022

    ×

1. 长春理工大学机电工程学院 长春 130022；
2. 科技部光学国际科技合作基地 长春 130022；

Effect of WC on Microstructure, Wear Resistance and Impact Resistance of Laser Cladding Layer

  • LI Yunfeng1,2

    Affiliation：

    1. School of Electromechanical Engineering,Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022 , China

    2. National Base of International Science and Technology Cooperation for Optics, Changchun 130022 , China

    ×
  • ， SHI Yan1,2

    Affiliation：

    1. School of Electromechanical Engineering,Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022 , China

    2. National Base of International Science and Technology Cooperation for Optics, Changchun 130022 , China

    ×

1. School of Electromechanical Engineering,Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022 , China；
2. National Base of International Science and Technology Cooperation for Optics, Changchun 130022 , China；

作者简介:

李云峰,男,1989年出生,博士研究生。主要研究方向为激光加工技术。E-mail:gyhu22@163.Com;

石岩(通信作者),男,1972年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为激光加工技术。E-mail:shiyan@cust.edu.cn

中图分类号:TN249

文献标识码:A

DOI:10.11933/j.issn.1007-9289.20210124001

参考文献 1
LEPSKI D,BRUCKNER F.Laser cladding[M].Netherlands:Springer,2009.
查找原文
参考文献 2
FU Z K,DING H H,WANG W J,et al.Investigation on microstructure and wear characteristic of laser cladding Fe-based alloy on wheel/rail materials[J].Wear,2015,330-331(May-June):592-599.
查找原文
参考文献 3
WANG C L,GAO Y,ZENG Z C,et al.Effect of rare-earth on friction and wear properties of laser cladding Ni-based coatings on 6063Al [J].Journal of Alloys and Compounds,2017,727:278-285.
查找原文
参考文献 4
HU G F,YANG Y,SUN R,et al.Microstructure and properties of laser cladding NiCrBSi coating assisted by electromagneticultrasonic compound field[J].Surface and Coatings Technology,2020,404:126469.
查找原文
参考文献 5
QI K,YANG Y,SUN R,et al.Effect of magnetic field on tribological properties of Co-based alloy layer produced by laser cladding on 42CrMo[J].Materials Letters,2020,282:128893.
查找原文
参考文献 6
GUO H M,WANG Q,WANG W J,et al.Investigation on wear and damage performance of laser cladding Co-based alloy on single wheel or rail material[J].Wear,2015,328-329(April):329-337.
查找原文
参考文献 7
ERFANMANESH M,POUR H A,SEMNANI H M,et al.An empirical-statistical model for laser cladding of WC-12Co powder on AISI 321 stainless steel[J].Optics and Laser Technology,2017,97:180-186.
查找原文
参考文献 8
FARAHMAND P,KOVACEVIC R.Corrosion and wear behavior of laser cladded Ni-WC coatings[J].Surface and Coatings Technology,2015,276:121-135.
查找原文
参考文献 9
张煜,娄丽艳,徐庆龙,等.超高速激光熔覆镍基WC涂层的显微结构与耐磨性能 [J].金属学报,2020,56(11):1530-1540.ZHANG Y,LOU L Y,XU Q L,et al.Microstructure and wear resistance of Ni-based WC coating by ultra-high speed laser cladding [J].Acta Metallurgica Sinica,2020,56(11):1530-1540.(in Chinese)
查找原文
参考文献 10
童文辉,张新元,李为轩,等.激光工艺参数对TiC增强钴基合金激光熔覆层组织及性能的影响[J].金属学报,2020,56(9):1265-1274.TONG W H,ZHANG X Y,LI W X,et al.Effect of laser process parameters on the microstructure and properties of TiC reinforced Co-based alloy laser cladding layer[J].Acta Metallurgica Sinica,2020,56(9):1265-1274.(in Chinese)
查找原文
参考文献 11
BAI L L,LI J,CHEN J L,et al.Effect of the content of B4C on microstructural evolution and wear behaviors of the laser-clad coatings fabricated on Ti6Al4V[J].Optics and Laser Technology,2016,76:33-45.
查找原文
参考文献 12
LI N,XIONG Y,XIONG H,et al.Microstructure,formation mechanism and property characterization of Ti+SiC laser cladded coatings on Ti6Al4V alloy[J].Materials Characterization,2019,148:43-51.
查找原文
参考文献 13
ANDRIEVSKI R A,GLEZER A M.Size effects in properties of namomaterials[J].Scripta Materialia,2001,44:1621-1624.
查找原文
参考文献 14
MYALSKA H,SWADBA R,ROZMUS R,et al.STEM analysis of WC-Co coatings modified by nano-sized TiC and nano-sized WC addition [J].Surface and Coatings Technology,2017(318):279-287.
查找原文
参考文献 15
LI W,XU P Q,WANG Y Y,et al.Laser synthesis and microstructure of micro-and nano-structured WC reinforced Co-based cladding layers on titanium alloy[J].Journal of Alloys and Compounds,2018,749:10-22.
查找原文
参考文献 16
WANG X,ZHANG Z,MEN Y,et al.Fabrication of nano-TiC functional gradient wear-resistant composite coating on 40Cr gear steel using laser cladding under starved lubrication conditions [J].Optics and Laser Technology,2020,126:106136.
查找原文
参考文献 17
SUNDARASELVAN S,SENTHILKUMAR N,TAMIZHARASAN T,et al.Surface modification of AZ61 magnesium alloy with nano-TiO2/Al2O3 using laser cladding technique[J].Materials Today:Proceedings,2019,21:717-721.
查找原文
参考文献 18
GUO C,CHEN J,ZHOU J,et al.Effects of WC-Ni content on microstructure and wear resistance of laser cladding Ni-based alloys coating [J].Surface and Coatings Technology,2012,206(8-9):2064-2071.
查找原文
参考文献 19
ZAFAR S,SHARMA A K.Structure-property correlations in nanostructured WC-12Co microwave clad [J].Applied Surface Science,2016,164:540-552.
查找原文
参考文献 20
吴新伟,曾晓雁,朱蓓蒂,等.镍基WC金属陶瓷激光熔覆涂层的熔化烧损规律[J].金属学报,1997,12:1282-1288.WU X W,ZENG X Y,ZHU B D,et al.Heat damage of laser clad Ni-based WC coating[J].Acta Metallurgica Sinica,1997,12:1282-1288.(in Chinese)
查找原文
参考文献 21
孟庆武,耿林,祝文卉,等.反应放热激光熔覆过程中的熔池状态分析[J].应用激光,2009(4):12-15.MENG Q W,GENG L,ZHU W H,et al.Analysis of melting pool in laser cladding process with exothermic reaction [J].Applied Laser,2009(4):12-15.(in Chinese)
查找原文
参考文献 22
尤显卿,马建国,宋雪峰,等.电冶熔铸 WC/钢复合材料中WC的溶解行为[J].中国有色金属学报,2005,15(9):1363-1368.YOU X Q,MA J G,SONG X F,et al.Dissolution behavior of WC particle in WC/steel matrix composites by electroslag melting and casting method[J].Chinese Journal of Nonferrous Metals,2005,15(9):1363-1368.(in Chinese)
查找原文
参考文献 23
花国然.基于激光扫描的纳米陶瓷涂层及纳米结构块体制备技术的基础研究[D].南京:南京航空航天大学,2003.HUA G R.Fundamental research on nano-ceramic coating and bulk manufacturing technology by laser scanning[D].Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2003.(in Chinese)
查找原文
参考文献 24
毛卫民,朱景川,郦剑,等.金属材料结构与性能[M].北京:清华大学出版社,2008.MAO W M,ZHU J C,LI J,et al.The structuro and propertes of metallic matorlals [ M ].Beijing:Tsinghua University Press,2008.(in Chinese)
查找原文
参考文献 25
LIU J,YANG S,XIA W S,et al.Microstructure and wear resistance performance of Cu-Ni-Mn alloy based hardfacing coatings reinforced by WC particles [J].Journal of Alloys and Compounds,2016,654:63-70.
查找原文
参考文献 26
张永振.材料的干摩擦学[M].北京:科学出版社,2012.ZHANG Y Z.Dry tribology of materials[M].Beijing:Science Press,2012.(in Chinese)
查找原文
参考文献 27
张宁.WC 颗粒增强钢基复合材料的组织及性能研究[D].徐州:中国矿业大学,2015.ZHANG N.Study on the microstructure and prcoperty of WC particulates reinforced steel matrix composites[D].Xuzhou:China University of Mining and Technology,2015.(in Chinese)
查找原文
目录contents

    摘要

    激光熔覆 Ni 基合金涂层具有良好的综合性能,但耐磨与耐冲击性能仍有待提高。 分别采用含微米与纳米 WC 颗粒的 Ni 基粉末激光熔覆制备 WC/ Ni 涂层,研究两种 WC 颗粒对 Ni 基涂层组织及耐磨耐冲击性的影响。 利用 SEM 与 XRD 对涂层进行微观组织分析,利用高速摄像机分析熔覆过程中的熔池形态。 采用磨损试验机、夏比冲击试验机对涂层进行耐磨性与耐冲击性测试。 纳米 WC 对熔池流动的促进作用强于微米 WC,并使涂层组织得到更显著的细化。 由于微米 WC 与 Ni45 涂层结合紧密,磨损试验中能有效抵抗配磨件微凸体的切削,最终显著增强涂层耐磨性,磨损率较 Ni45 涂层降低 88. 38%。 但微米 WC 的高脆性不利于涂层耐冲击性的提高,冲击韧性仅为 Ni45 涂层的 91. 28%。 由于纳米 WC 在细化晶粒的同时会弥散分布于晶界与共晶区,在磨损过程中阻碍位错运动,抑制晶粒塑性变形,进而减弱配磨件对涂层的切削,提高涂层耐磨性,磨损率较 Ni45 涂层降低 53. 43%。 由于在晶界与共晶区的纳米 WC 会阻碍裂纹扩展并改变扩展方向,进而提高形成贯穿裂纹的能量,增加涂层断裂所需的冲击功,使涂层耐冲击性得到显著提高,冲击韧性较 Ni45 涂层提高 13. 37%。 通过有限元分析可知, 在冲击过程中涂层中的高脆性微米 WC 会形成高应力集中,证明其对涂层耐冲击性具有不利影响。 而纳米 WC 能降低位错的不均匀滑移,缓解位错堆积,进而有效分散涂层在冲击过程中形成的应力集中,证明其能显著提高复合涂层的耐冲击性能。 研究证明,纳米 WC 能实现涂层耐磨性与耐冲击性的同步提升。

    Abstract

    Laser cladding Ni based alloy coating has good comprehensive properties, but the wear resistance and impact resistance still need to be improved. Therefore, WC/ Ni coatings were prepared by laser cladding of Ni based powders containing micro and nano WC particles respectively, and the effects of WC particles on the microstructure, wear resistance and impact resistance of Ni based coatings were studied. The SEM and XRD were used to analyze the microstructure of the composite coating. The high-speed camera was used to analyze the shape of the molten pool during the cladding process. Wear tester and charpy impact tester were used to test the wear resistance and impact resistance of the composite coatings. The effect of nano WC on the molten pool flow is stronger than that of micro WC, and the microstructure of the coating is more refined. Due to the close combination of micro-WC and Ni45 coating, it can effectively resist the cutting of asperity in wear test, and finally significantly enhance the wear resistance of the coating, and the wear rate is 88. 38% lower than that of the Ni45 coating. However, the high brittleness of micro-WC is not conducive to the improvement of impact resistance, the impact toughness is only 91. 28% of the Ni45 coating. the wear rate of the nano-WC coating is 53. 43% lower than that of the Ni45 coating because the nano WC particles are dispersed in the grain boundary and eutectic region while refining the grain, which hinders the movement of dislocations and inhibits the plastic deformation of the grain. Due to the nano WC in the grain boundary and eutectic region will hinder the crack propagation and change the propagation direction, thus increasing the energy of forming through cracks and the impact energy required for coating fracture, and significantly improving the impact toughness of the coating. The impact toughness of the coating is 13. 37% higher than that of Ni45 coating. Through the finite element analysis, it can be seen that the micro-WC in the coating will form high stress concentration during the impact process, which proves that it has adverse effects on the impact resistance of the coating. However, nano WC can reduce the uneven slip of dislocations, alleviate the accumulation of dislocations, and effectively disperse the stress concentration formed in the impact process of the coating, which proves that it can significantly improve the impact resistance of the composite coating. The results show that nano WC can improve the wear resistance and impact resistance simultaneously.

  • 0 前言

  • 目前,高速重载机械如履带车辆大型主动轮齿圈、大型齿轮与传动轴等部件已广泛应用于煤矿、船舶与航空航天等领域,这些部件常出现严重的磨损与冲击破坏。

  • 采用激光熔覆技术能将不同金属粉末熔化沉积在上述零部件表面形成高耐磨性、耐蚀性、耐高温氧化及良好导电性能的优质涂层[1]。由于采用纯自溶性合金粉末(如Ni、Co、Fe基合金)形成的涂层无法大幅提高基材耐磨性[2-6],因此考虑在自熔性粉末中添加碳化物陶瓷颗粒来改善涂层耐磨性能。国内外已针对添加微米碳化钨(WC)等非金属或金属碳化物陶瓷颗粒的复合涂层耐磨性能进行了大量研究[7-12],结果表明,微米碳化钨颗粒的存在能有效缓解涂层所受到的磨损破坏,从而有效提高涂层耐磨性能。

  • 上述微米碳化物的颗粒尺寸相对较大,虽然能显著提升激光熔覆涂层的耐磨性能,但对涂层的耐冲击性能可能产生一定不利影响。

  • 由于纳米陶瓷颗粒在塑性、强度及韧度等方面相比于微米级颗粒具有显著的优势[13],因此国内外已针对纳米陶瓷粉末在不同金属基激光熔覆涂层中的作用进行了详细研究,分析了纳米颗粒对涂层微观组织的细晶强化作用,探讨了纳米颗粒对涂层耐磨损、耐腐蚀、抗氧化及耐热震等性能的影响机制[14-17]。结果表明,在金属粉末中添加纳米陶瓷颗粒可以有效强化激光熔覆涂层相关性能,并使涂层微观组织得到显著细化。

  • 目前针对纳米WC与微米WC复合涂层的研究主要集中在耐磨损与耐腐蚀性能方面。对于激光熔覆含WC颗粒涂层的耐冲击性研究相对较少。因此,本文以Ni45合金粉末为研究对象,采用两种碳化钨粉末研究不同尺寸WC颗粒对Ni45涂层组织及耐磨耐冲击性能的影响,解决耐磨性与耐冲击性同步提升的难题,对受冲击与磨损破坏的部件表面改性具有显著的应用价值。

  • 1 试验准备

  • 1.1 试验材料

  • 基材为ZG42CrMoA合金钢,尺寸为120mm × 45mm×15mm。在激光熔覆前,将其表面磨平并用丙酮清洗。试验用Ni45粉末硬度为45~50HRC, 颗粒尺寸为45~109 μm,其化学成分(质量分数) 为:0.45%C、2.40%B,4.00%Si、 10.00%Fe、 12.0%Cr、0.10%Mn、Ni余量。

  • 分别选择质量分数为9%的微米WC粉末与纳米WC粉末作为增强相,微米WC粉末粒度为45~109 μm,纳米WC粉末粒度为100~500nm。将上述粉末分别进行称重混合并放入球磨罐进行球磨搅拌,球磨后粉末放入真空干燥箱烘干2h。 Ni45和搅拌后混合粉末形貌如图1所示。

  • 图1 粉末形貌

  • Fig.1 Morphology of powder

  • 1.2 激光熔覆设备及过程

  • 图2 为激光熔覆工艺试验相关设备。激光器采用德国RofinDC050型CO2 激光器,最大输出功率5kW, 波长10.6 μm, 光束模式为高斯热源(TEM00),光束质量因数k≥0.9,光斑直径3mm。运动装置采用SLC-X1530/1020型四轴联动数控机床。采用同轴送粉头以与激光同轴的送粉方式完成激光熔覆过程。选用RC-PGF-D-2型双筒载气式送粉器为同轴送粉头供粉,送粉转速0.5~0.9r/min,载粉气体为氩气,送粉气体流量为600L/h,同轴送粉头通氩气作为保护气体,气体流量为7L/min。

  • 图2 激光熔覆工艺试验示意图

  • Fig.2 Schematic diagram of laser cladding process test

  • 采用CR4000×2型高速摄像机对激光熔覆熔池进行图像采集。为减小熔覆过程中的开裂倾向,试验开始前将基材预热300℃,熔覆处理后300℃保温2h并随炉冷却。所采用的激光工艺参数为:激光功率2.1kW、扫描速度5mm/s、送粉量8.87g/min。经试验得到长宽厚为70mm×20mm×6mm的激光熔覆层。

  • 1.3 金相样件制备及组织观察

  • 将激光熔覆涂层按图3中的取样位置切割成样品(10mm×5mm×8mm)。样品经镶嵌、研磨、抛光与腐蚀后制成金相试样。进行X射线衍射分析。腐蚀液采用体积比为3 ∶1的HCl与HNO3溶液。在JSM-6510F型扫描电镜下拍摄金相试样的微观组织形貌,其加速电压为20kV。采用XRD-6000型X射线衍射仪进行物相分析,选用铜靶和石墨滤波片,工作电压为50kV,工作电流为300mA。显微硬度测试在MH-60显微硬度测量仪上进行,载荷质量200g,加载时间10s。

  • 1.4 耐磨性能测试

  • 采用MM200型磨损试验机对激光熔覆层进行耐磨性能测试,配磨件为GCr15钢环,硬度61HRC, 半径R为50mm,厚度10mm,表面粗糙度 Ra=0.8。在熔覆层中部按10mm×10mm×14mm的尺寸切取三个磨损试样,取样位置如图4所示。

  • 图3 金相试样取样位置(mm)

  • Fig.3 Sampling position of metallographic sample

  • 图4 磨损试样取样位置(mm)

  • Fig.4 Sampling position of wear sample

  • 测试加载载荷 N 为98N, 磨轮转速 v 为400r/min,测试时间 t 为30min。通过计算磨损体积评价材料的磨损率ω [18] :

  • ω=Vloss L×N
    (1)
  • L=2πRvt
    (2)
  • Vlos=BπR2180arcsin⁡b2R-b2R2-b24
    (3)

  • 式中,V loss 为磨损体积(mm 3),B 为磨痕长度(mm), b 为磨痕宽度(mm),L 为磨块在样件表面滑动的总长度(mm),涂层磨损率越低,表明耐磨性能越好。

  • 1.5 耐冲击性能测试

  • 将激光熔覆涂层按图5中的取样位置切割出冲击样品(56mm×11mm×6mm),并按照图6中所示尺寸制成标准冲击试样。采用JB-W300J冲击试验机对标准冲击试样进行室温冲击测试。通过计算测试所得冲击功( J)与试样横截面积( cm 2)的比值— 即冲击韧性( J/cm 2) 来评价涂层耐冲击性能,冲击韧性越大,耐冲击性能越好。利用JSM-6510LA型扫描电镜观察冲击断口形貌。

  • 2 结果与讨论

  • 2.1 熔池高速摄像形貌分析

  • 在激光熔覆过程中,粉末与基材熔化形成熔池,由于熔池的熔化与凝固过程会对涂层微观组织产生影响,因此采用高速摄像机对纯Ni45粉末、含纳米WC粉末及含微米WC粉末在相同激光工艺参数条件下所形成熔池的状态进行对比分析,如图7所示。添加纳米WC与微米WC颗粒后,熔池亮度均强于纯Ni45熔池,但含微米WC熔池亮度明显弱于含纳米WC熔池。

  • 图5 冲击试样取样位置(mm)

  • Fig.5 Sampling position of impact sample

  • 图6 标准冲击试样示意图(mm)

  • Fig.6 Schematic diagram of impact sample

  • 图7 熔池高速摄像形貌

  • Fig.7 High-speed camera morphology of molten pool

  • 为分析熔池流动性,选取熔池中亮点作为参照点,如图8所示,通过该点相对参考线的移动距离与图片的间隔时间计算该参考点的移动速度,从而近似判断熔池的流动性。

  • 各熔池参考点的移动速度如表1所列。由表可见,含微米WC熔池的流速低于含纳米WC熔池,但两者熔池流速均明显大于纯Ni45熔池。

  • 图8 熔池流速计算示意图

  • Fig.8 Diagram of calculation of molten pool velocity

  • 表1 熔池流速

  • Table1 Velocity of molten pool flow

  • 由于WC颗粒进入熔池后,会发生烧损分解形成W2C与C,同时WC与 γ-Ni中固溶金属原子(Cr,Fe,Ni等)在高温下发生化学反应,生成低熔点的M23C6。其反应化学式如下[19-20] :

  • 2WC→W2C+C
    (4)
  • WC+γ→M23C6+γ'
    (5)

  • 式中,γ′为失去了部分合金原子的 γ-Ni。

  • 为验证上述反应过程,采用XRD物相检测技术对各涂层进行测试,所得数据如图9所示。从图中结果可知,纯Ni45涂层主要由 γ-Ni,M23C6 与Ni3B组成,添加两种WC颗粒后,涂层出现WC与W2C相。

  • 图9 各涂层XRD物相图谱

  • Fig.9 XRD phase analysis of coating

  • 上述化学反应过程属于放热反应,会放出大量热能。由上述可知,WC颗粒反应放出的大量热能会在熔池中形成放热区域。从高速摄像熔池亮度的变化也能证明这一理论,添加WC后熔池亮度明显增强,表明熔池内热量明显增加。这些热能可以熔化更多粉末材料,从而使熔池产生强烈的热膨胀,并形成向上的驱动力加速熔池的对流,从而增加熔池流动速率[21],如表1所示。

  • 虽然微米WC颗粒尺寸较大,在熔池中不易发生溶解。但在曲率半径较小的位置则更易发生溶解。因此,颗粒尖角处会优先发生溶解并扩散进入Ni45熔体中[22]。但由于微米WC颗粒的熔化分解反应仅发生在颗粒尖角与边缘位置,从而形成的反应热较纳米WC颗粒少,对熔池流动速率的增加作用相对较低,这在熔池流动速度的数据中可以得到印证,但相比未添加微米WC的熔池则表现出更好的熔池流动性。

  • 然而对于纳米WC颗粒来说,其尺寸较小,比热容低,颗粒表面能高且原子配位数不足,比表面原子数较多,使其内部原子易与其他元素原子结合,从而具有很高的化学活性[7]。在相同激光能量作用下, 纳米WC更易发生式(4)和式(5)的化学反应,使熔池产生较含微米WC熔池更多的热量,从而表现出最快的熔池流速。

  • 2.2 涂层显微组织形貌

  • 图10 为WC增强Ni45涂层微观形貌。由图可见, 纯Ni45涂层具有较大的树枝晶。同时,共晶区域还析出数量与大小不等,分布较不均匀的亮白色颗粒物。

  • 图10 涂层微观组织形貌

  • Fig.10 Microstructure of coatings

  • 微米WC颗粒的添加使涂层中粗大的树枝晶数量减少,增大共晶区域,析出亮白色颗粒。图11为微米WC颗粒形貌。由图可以看出,WC颗粒边缘形成具有一定弧度的圆角,证明WC颗粒发生部分溶解反应,且溶解边缘无气孔、裂纹和未熔合等缺陷,表明WC颗粒与Ni45合金结合良好。

  • 对图11a中WC颗粒进行EDS线扫描分析,结果如图11b所示,由Ni元素从Ni45涂层向WC内部过渡时会降低,而Fe元素含量变化不明显。

  • 值得注意的是,Cr元素在靠近WC颗粒边缘处出现明显增加的趋势,表明Cr元素与WC发生反应形成Cr23C6。由于熔池流动作用会使WC颗粒在熔池中沿流动方向发生运动,熔池中心的热量会被WC颗粒引向熔池各个位置,降低熔池温度梯度,缓解凝固组织外延生长趋势。此外,在熔池凝固过程中,WC颗粒的流动会将树枝状晶粒打断,断裂的晶粒会逐渐形成尺寸更小的晶粒。

  • 然而含纳米WC涂层未形成较大尺寸的树枝晶,而是出现了许多等轴状晶粒(见图10c)。共晶区域明显扩大,同时也会析出亮白色颗粒物。此外, 在共晶区新形成一种形状不规则的灰白色块状物。

  • 对含纳米WC涂层进行高倍SEM微观分析(见图12)可以发现,在共晶区分布着较为密集的纳米颗粒相。对该位置进行EDS面扫描分析可以发现(见图12b),上述纳米颗粒相含有较多的W元素。根据上述分析可以确定图12a中纳米颗粒相应为纳米WC颗粒及其分解形成的纳米W2C相。

  • 图11 微米WC元素分布

  • Fig.11 Element distribution of micro-WC

  • 由于颗粒尺寸在100~500nm的纳米颗粒具有较大的比表面积,在熔池凝固过程中会附着在固相界面前沿,并被推动而逐渐聚集于晶界位置,阻碍晶粒生长。涂层的结晶形态由树枝晶逐渐向等轴晶转变,从而使组织得到细化[23]。

  • 图12 纳米颗粒分布

  • Fig.12 Distribution of nano particle

  • 此外,由于熔池流速的增加能有效增加熔融金属的对流换热,降低熔池温度梯度并增加冷却速度, 使晶粒得到细化。由于含纳米WC熔池流速明显大于纯Ni45与含微米WC熔池流速,因此含纳米WC涂层微观组织较纯Ni45涂层与含微米WC涂层呈现出更显著的细化效果。

  • 为分析上述各组织特征中的元素分布与物相组成情况,对各涂层进行EDS定点元素分析( 见图10),分析数据结果如表2所示。

  • 表2 WC涂层EDS元素分析

  • Table2 EDS element analysis of coatings

  • 结合物相分析可知,纯Ni45涂层的初生枝晶(A 点)为 γ-Ni,而共晶组织(B 点)主要包含M23C6 与 γ-Ni。亮白色颗粒物(C点)为M23C6 析出颗粒物。含微米WC涂层的初生枝晶(D 点) 与共晶组织(E 点)中均含有少量W元素,亮白色颗粒(F 点) 则为M23C6、WC及W2C的混合物。而含纳米WC涂层的初生枝晶(G 点)与共晶组织(H 点)中同样含有少量W元素。亮白色颗粒( I 点) 与灰白色块状物(J 点)同样是M23C6、WC及W2C的混合物。

  • 2.3 涂层显微硬度分析

  • 根据维氏硬度测试方法对各涂层进行显微硬度测试,数据如图13所示。由于纳米与微米WC颗粒的添加使涂层中WC、W2C与M23C6 等高硬度硬质相数量增多,从而显著提升涂层的显微硬度。但由于纳米WC颗粒更容易发生溶解反应并形成更多的W2C与M23C6,使含纳米WC涂层(Nano-WC coating) 硬度总体略高于含微米WC涂层( Micro-WC coating)。

  • 图13 涂层显微硬度

  • Fig.13 Microhardness of coatings

  • 2.4 涂层耐磨性能分析

  • 图14 为各涂层磨损率。由图可知,两种WC颗粒均能有效降低涂层的磨损率,由于含微米WC涂层中存在大量尺寸较大的WC颗粒,使涂层磨损率较纯Ni45涂层降低88.38%,而含纳米WC涂层磨损率较Ni45涂层降低53.43%,表明含微米WC涂层具有更优异的耐磨损性能。

  • 图14 涂层磨损率

  • Fig.14 Wear rate of coatings

  • 为了进一步分析两种WC颗粒对Ni45涂层耐磨性的影响机理,对各涂层表面磨痕形貌进行微观表征,如图15所示。各涂层磨损形式主要以磨粒磨损为主,由于磨损过程中熔覆层表面材料剥落形成磨屑,磨屑进入摩擦副中形成磨粒,导致磨粒磨损并形成犁沟。对于纯Ni45涂层来说,相同的磨损条件下涂层表面划痕较宽,并且出现大面积粘着磨损现象。

  • 图15 涂层磨损形貌

  • Fig.15 Wear morphology of coatings

  • 添加纳米WC后,抵抗磨粒切削的能力增强,微凸体嵌入涂层表面的深度减小,因而形成较窄的犁沟,且粘着磨损现象被明显改善,但局部区域仍存在少量粘着现象。根据微观组织分析结果,纳米WC能有效细化涂层中的晶粒组织,根据霍尔-佩奇(Hall-Petch)关系式[24] :

  • σε=σε0+Kεd--1/2
    (6)

  • 式中,σε 是流变量为 ε 时的应力大小,σε0 为单晶强度,Kε 为晶界强化系数,d 为晶粒平均直径。 Kε 和 σε0 两者皆为试验确定的常数。

  • 由式(6)可知,晶粒直径 d 越小则 σε 越大。因此,晶粒细化可提升涂层强度,从而能够有效抵抗微凸体的切削作用,同时降低涂层的塑性流变,缓解涂层粘着磨损现象。

  • 此外,由于纳米WC的添加会使微凸体硬度升高,在磨损过程中可以抵抗配磨件微凸体的切削。同时,细小纳米WC颗粒会弥散分布于涂层晶界与共晶组织中,在磨损过程中阻碍位错运动,抑制晶粒发生塑性变形,含纳米WC涂层还会形成更多细小的W2C、Cr23C6 颗粒,与弥散分布的纳米WC颗粒共同作用,同样能有效抑制磨粒与微凸体对涂层的切割,提高涂层耐磨性。但由于涂层中不存在如微米WC颗粒般大小的硬质增强颗粒,因此涂层对磨粒及配磨件微凸体切削的抵抗作用弱于含微米WC涂层,使含纳米WC涂层耐磨性能低于含微米WC涂层。

  • 对于含微米WC涂层来说,其磨损形式同样是以磨粒磨损为主,局部伴有少量磨损剥落现象,磨损表面的磨痕宽度明显减小。根据微观组织分析可知,WC颗粒与Ni45涂层具有良好的结合强度,因此在磨损试验中没有出现大量WC颗粒脱落的现象。同时,磨损导致涂层中WC颗粒裸露在涂层表面之外。金属基体内嵌入大颗粒硬质相的方式与磨削加工时常用的砂轮类似,WC颗粒就起到如砂轮中磨粒的作用。由于WC颗粒硬而脆且与Ni45涂层结合紧密,在磨损前期会对GCr15配磨件产生明显的切削现象。随着磨损过程的不断加剧,微米WC颗粒产生的疲劳应力会使其产生微裂纹,而裂纹扩展后会发生局部断裂形成WC碎屑,这些碎屑将成为摩擦副中的磨粒,并与合金涂层形成的磨粒共同作用, 使涂层由粘着磨损转变为磨粒磨损[ 25]。但由于WC颗粒仅发生少量局部断裂,其存在于涂层内部的部分未发生断裂或剥落,因此弥散分布的微米WC颗粒能有效抵抗磨粒的切削[ 26]。上述分析充分表明,微米WC比纳米WC能更有效地提高Ni45涂的耐磨性。

  • 2.5 涂层耐冲击性能分析

  • 图16 为各涂层冲击韧性。可见,纳米WC可使涂层冲击韧性得到显著提升,较纯Ni45涂层提高13.37%。而微米WC会使涂层的冲击韧性明显下降,且仅为纯Ni45涂层的77.18%,表明含纳米WC涂层具有最佳的耐冲击性。

  • 图16 涂层冲击韧性

  • Fig.16 Impact toughness of coatings

  • 图17 为各涂层冲击断口形貌。可见,断口分布着为数不等、面积大小不一的小断面,每一个小断面都是由一个晶粒在沿晶断裂后所形成的。

  • 图17 涂层冲击断口形貌

  • Fig.17 Impact fracture morphology of coatings

  • 由于纯Ni45涂层的晶粒尺寸较大, 初生枝晶受冲击力作用形成面积较大的树枝状断裂面。而含微米WC涂层的断口可以明显看出WC颗粒周围发生沿晶断裂,形成细小的断裂面, WC颗粒发生明显的河流状解理断裂。对于含纳米WC涂层来说,由于涂层具有最细小的晶粒组织,因此会发生沿晶断裂并形成密集细小的断裂面。

  • 2.6 涂层冲击断裂机理分析

  • 为进一步说明涂层冲击断裂机理,采用有限元数值仿真方法分析各涂层在冲击过程中的应力分布。首先根据夏比摆锤冲击试验机建立涂层夏比冲击试验模型,如图18所示。为节省计算时间,对模型进行简化得到如图18a所示的三维模型,包括冲击锤,支座以及涂层冲击试样,其中支座底部设置为全约束固定,冲击锤冲击速度为5.2m/s。

  • 图18 涂层夏比冲击试验模型

  • Fig.18 Charpy impact test model of coatings

  • 为详细观察涂层在冲击过程中的应力分布,图18b~18d分别为纯Ni45涂层、含微米WC涂层与含纳米WC涂层的局部冲击试验模型。其中,含微米WC涂层内含有形状不规则的微米WC颗粒模型, 而含纳米WC涂层中则含有细小的纳米WC颗粒模型。由于颗粒与涂层已形成冶金结合,因此两者接触面设定为无摩擦状态。三种涂层绿色部分的材料属性如下:密度为8.28t/m 3,弹性模量为180GPa, 泊松比为0.33。 WC颗粒的材料属性如下:密度为15.63t/m 3 ,弹性模量为710GPa。

  • 采用前述模型进行数值模拟计算,得到如图19所示的应力分布状态。可见,纯Ni45涂层发生压应力集中现象,这主要是由于涂层受到冲击锤冲击的瞬间,锤端对涂层表面产生较大压力,从而形成压应力集中。

  • 图19 涂层冲击过程应力分布

  • Fig.19 Stress distribution of coatings during impact

  • 对于含微米WC涂层来说,由于WC具有较大脆性与硬度,因此微米WC颗粒在冲击力作用下会产生较大的应力集中。同时,在颗粒尖角处的应力也明显大于其周围Ni45涂层的应力,如图19b所示。这主要是由于WC颗粒内部会塞积大量位错, 位错源距离位错塞积群前沿较远,因此WC颗粒会产生极大应力,从而导致裂纹产生并瞬间扩展贯穿整个WC颗粒[27],最终导致解理断裂的发生。

  • 然而含纳米WC涂层因其内部弥散分布的细小纳米WC颗粒能降低位错发生不均匀滑移的可能性,缓解因位错不均匀滑移导致的位错堆积,进而有效分散涂层在冲击力作用下产生的内部应力,使涂层应力集中范围与应力大小明显低于另外两种涂层,如图15c所示。同时,涂层中被细化的晶粒会形成密集分布的晶界。由于纳米WC颗粒主要在晶界与共晶区聚集,沿晶扩展的裂纹会受到晶界和纳米WC颗粒的阻碍,使裂纹扩展方向发生改变,增加扩展路径的长度与曲折性[23]。在这一过程中会消耗更多的断裂能量,提高了裂纹汇合后形成贯穿裂纹的能量,进而增加涂层发生断裂所需的冲击功。综上所述,纳米WC相比于微米WC能更有效地缓解涂层在冲击过程中的应力集中现象,并显著增加裂纹扩展所需能量,最终使含纳米WC涂层具有最佳的耐冲击性能。

  • 3 结论

  • (1) 高速摄像分析表明,含纳米WC熔池要明显强于纯Ni45与含微米WC熔池。在熔池中较微米WC产生更多的反应热,导致熔池流动速率明显高于微米WC熔池。

  • (2) 微观分析结果显示,纯Ni45涂层形成粗大树枝晶,而含纳米WC涂层获得细化均匀的微观组织形貌。微米WC对涂层总体细化作用不及纳米WC。两涂层均包含 γ-Ni、Ni3B、M23C6、WC及W2C等物相。

  • (3) 磨损与冲击性能测试表明,含微米WC涂层磨损率明显低于含纳米WC涂层,磨损率较纯Ni45涂层降低88.38%,而含纳米WC涂层磨损率较Ni45涂层降低53.43%。纳米WC能有效提高涂层耐冲击性,冲击韧性较纯Ni45涂层提高13.37%。微米WC会使涂层的冲击韧性明显下降,且仅为纯Ni45涂层的91.28%。

  • 参考文献

    • [1] LEPSKI D,BRUCKNER F.Laser cladding[M].Netherlands:Springer,2009.

    • [2] FU Z K,DING H H,WANG W J,et al.Investigation on microstructure and wear characteristic of laser cladding Fe-based alloy on wheel/rail materials[J].Wear,2015,330-331(May-June):592-599.

    • [3] WANG C L,GAO Y,ZENG Z C,et al.Effect of rare-earth on friction and wear properties of laser cladding Ni-based coatings on 6063Al [J].Journal of Alloys and Compounds,2017,727:278-285.

    • [4] HU G F,YANG Y,SUN R,et al.Microstructure and properties of laser cladding NiCrBSi coating assisted by electromagneticultrasonic compound field[J].Surface and Coatings Technology,2020,404:126469.

    • [5] QI K,YANG Y,SUN R,et al.Effect of magnetic field on tribological properties of Co-based alloy layer produced by laser cladding on 42CrMo[J].Materials Letters,2020,282:128893.

    • [6] GUO H M,WANG Q,WANG W J,et al.Investigation on wear and damage performance of laser cladding Co-based alloy on single wheel or rail material[J].Wear,2015,328-329(April):329-337.

    • [7] ERFANMANESH M,POUR H A,SEMNANI H M,et al.An empirical-statistical model for laser cladding of WC-12Co powder on AISI 321 stainless steel[J].Optics and Laser Technology,2017,97:180-186.

    • [8] FARAHMAND P,KOVACEVIC R.Corrosion and wear behavior of laser cladded Ni-WC coatings[J].Surface and Coatings Technology,2015,276:121-135.

    • [9] 张煜,娄丽艳,徐庆龙,等.超高速激光熔覆镍基WC涂层的显微结构与耐磨性能 [J].金属学报,2020,56(11):1530-1540.ZHANG Y,LOU L Y,XU Q L,et al.Microstructure and wear resistance of Ni-based WC coating by ultra-high speed laser cladding [J].Acta Metallurgica Sinica,2020,56(11):1530-1540.(in Chinese)

    • [10] 童文辉,张新元,李为轩,等.激光工艺参数对TiC增强钴基合金激光熔覆层组织及性能的影响[J].金属学报,2020,56(9):1265-1274.TONG W H,ZHANG X Y,LI W X,et al.Effect of laser process parameters on the microstructure and properties of TiC reinforced Co-based alloy laser cladding layer[J].Acta Metallurgica Sinica,2020,56(9):1265-1274.(in Chinese)

    • [11] BAI L L,LI J,CHEN J L,et al.Effect of the content of B4C on microstructural evolution and wear behaviors of the laser-clad coatings fabricated on Ti6Al4V[J].Optics and Laser Technology,2016,76:33-45.

    • [12] LI N,XIONG Y,XIONG H,et al.Microstructure,formation mechanism and property characterization of Ti+SiC laser cladded coatings on Ti6Al4V alloy[J].Materials Characterization,2019,148:43-51.

    • [13] ANDRIEVSKI R A,GLEZER A M.Size effects in properties of namomaterials[J].Scripta Materialia,2001,44:1621-1624.

    • [14] MYALSKA H,SWADBA R,ROZMUS R,et al.STEM analysis of WC-Co coatings modified by nano-sized TiC and nano-sized WC addition [J].Surface and Coatings Technology,2017(318):279-287.

    • [15] LI W,XU P Q,WANG Y Y,et al.Laser synthesis and microstructure of micro-and nano-structured WC reinforced Co-based cladding layers on titanium alloy[J].Journal of Alloys and Compounds,2018,749:10-22.

    • [16] WANG X,ZHANG Z,MEN Y,et al.Fabrication of nano-TiC functional gradient wear-resistant composite coating on 40Cr gear steel using laser cladding under starved lubrication conditions [J].Optics and Laser Technology,2020,126:106136.

    • [17] SUNDARASELVAN S,SENTHILKUMAR N,TAMIZHARASAN T,et al.Surface modification of AZ61 magnesium alloy with nano-TiO2/Al2O3 using laser cladding technique[J].Materials Today:Proceedings,2019,21:717-721.

    • [18] GUO C,CHEN J,ZHOU J,et al.Effects of WC-Ni content on microstructure and wear resistance of laser cladding Ni-based alloys coating [J].Surface and Coatings Technology,2012,206(8-9):2064-2071.

    • [19] ZAFAR S,SHARMA A K.Structure-property correlations in nanostructured WC-12Co microwave clad [J].Applied Surface Science,2016,164:540-552.

    • [20] 吴新伟,曾晓雁,朱蓓蒂,等.镍基WC金属陶瓷激光熔覆涂层的熔化烧损规律[J].金属学报,1997,12:1282-1288.WU X W,ZENG X Y,ZHU B D,et al.Heat damage of laser clad Ni-based WC coating[J].Acta Metallurgica Sinica,1997,12:1282-1288.(in Chinese)

    • [21] 孟庆武,耿林,祝文卉,等.反应放热激光熔覆过程中的熔池状态分析[J].应用激光,2009(4):12-15.MENG Q W,GENG L,ZHU W H,et al.Analysis of melting pool in laser cladding process with exothermic reaction [J].Applied Laser,2009(4):12-15.(in Chinese)

    • [22] 尤显卿,马建国,宋雪峰,等.电冶熔铸 WC/钢复合材料中WC的溶解行为[J].中国有色金属学报,2005,15(9):1363-1368.YOU X Q,MA J G,SONG X F,et al.Dissolution behavior of WC particle in WC/steel matrix composites by electroslag melting and casting method[J].Chinese Journal of Nonferrous Metals,2005,15(9):1363-1368.(in Chinese)

    • [23] 花国然.基于激光扫描的纳米陶瓷涂层及纳米结构块体制备技术的基础研究[D].南京:南京航空航天大学,2003.HUA G R.Fundamental research on nano-ceramic coating and bulk manufacturing technology by laser scanning[D].Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2003.(in Chinese)

    • [24] 毛卫民,朱景川,郦剑,等.金属材料结构与性能[M].北京:清华大学出版社,2008.MAO W M,ZHU J C,LI J,et al.The structuro and propertes of metallic matorlals [ M ].Beijing:Tsinghua University Press,2008.(in Chinese)

    • [25] LIU J,YANG S,XIA W S,et al.Microstructure and wear resistance performance of Cu-Ni-Mn alloy based hardfacing coatings reinforced by WC particles [J].Journal of Alloys and Compounds,2016,654:63-70.

    • [26] 张永振.材料的干摩擦学[M].北京:科学出版社,2012.ZHANG Y Z.Dry tribology of materials[M].Beijing:Science Press,2012.(in Chinese)

    • [27] 张宁.WC 颗粒增强钢基复合材料的组织及性能研究[D].徐州:中国矿业大学,2015.ZHANG N.Study on the microstructure and prcoperty of WC particulates reinforced steel matrix composites[D].Xuzhou:China University of Mining and Technology,2015.(in Chinese)

  • 基本信息

    中图分类号: TN249
    文献标识码: A
    DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20210124001

    基金信息

    国家重点研发计划资助项目(2017YFB1104601)；
    Suported by National Key Research and Development Program of China (2017YFB1104601).；

    引用信息

    稿件历史

    收稿日期: 2021-01-24

  • 参考文献

    • [1] LEPSKI D,BRUCKNER F.Laser cladding[M].Netherlands:Springer,2009.

    • [2] FU Z K,DING H H,WANG W J,et al.Investigation on microstructure and wear characteristic of laser cladding Fe-based alloy on wheel/rail materials[J].Wear,2015,330-331(May-June):592-599.

    • [3] WANG C L,GAO Y,ZENG Z C,et al.Effect of rare-earth on friction and wear properties of laser cladding Ni-based coatings on 6063Al [J].Journal of Alloys and Compounds,2017,727:278-285.

    • [4] HU G F,YANG Y,SUN R,et al.Microstructure and properties of laser cladding NiCrBSi coating assisted by electromagneticultrasonic compound field[J].Surface and Coatings Technology,2020,404:126469.

    • [5] QI K,YANG Y,SUN R,et al.Effect of magnetic field on tribological properties of Co-based alloy layer produced by laser cladding on 42CrMo[J].Materials Letters,2020,282:128893.

    • [6] GUO H M,WANG Q,WANG W J,et al.Investigation on wear and damage performance of laser cladding Co-based alloy on single wheel or rail material[J].Wear,2015,328-329(April):329-337.

    • [7] ERFANMANESH M,POUR H A,SEMNANI H M,et al.An empirical-statistical model for laser cladding of WC-12Co powder on AISI 321 stainless steel[J].Optics and Laser Technology,2017,97:180-186.

    • [8] FARAHMAND P,KOVACEVIC R.Corrosion and wear behavior of laser cladded Ni-WC coatings[J].Surface and Coatings Technology,2015,276:121-135.

    • [9] 张煜,娄丽艳,徐庆龙,等.超高速激光熔覆镍基WC涂层的显微结构与耐磨性能 [J].金属学报,2020,56(11):1530-1540.ZHANG Y,LOU L Y,XU Q L,et al.Microstructure and wear resistance of Ni-based WC coating by ultra-high speed laser cladding [J].Acta Metallurgica Sinica,2020,56(11):1530-1540.(in Chinese)

    • [10] 童文辉,张新元,李为轩,等.激光工艺参数对TiC增强钴基合金激光熔覆层组织及性能的影响[J].金属学报,2020,56(9):1265-1274.TONG W H,ZHANG X Y,LI W X,et al.Effect of laser process parameters on the microstructure and properties of TiC reinforced Co-based alloy laser cladding layer[J].Acta Metallurgica Sinica,2020,56(9):1265-1274.(in Chinese)

    • [11] BAI L L,LI J,CHEN J L,et al.Effect of the content of B4C on microstructural evolution and wear behaviors of the laser-clad coatings fabricated on Ti6Al4V[J].Optics and Laser Technology,2016,76:33-45.

    • [12] LI N,XIONG Y,XIONG H,et al.Microstructure,formation mechanism and property characterization of Ti+SiC laser cladded coatings on Ti6Al4V alloy[J].Materials Characterization,2019,148:43-51.

    • [13] ANDRIEVSKI R A,GLEZER A M.Size effects in properties of namomaterials[J].Scripta Materialia,2001,44:1621-1624.

    • [14] MYALSKA H,SWADBA R,ROZMUS R,et al.STEM analysis of WC-Co coatings modified by nano-sized TiC and nano-sized WC addition [J].Surface and Coatings Technology,2017(318):279-287.

    • [15] LI W,XU P Q,WANG Y Y,et al.Laser synthesis and microstructure of micro-and nano-structured WC reinforced Co-based cladding layers on titanium alloy[J].Journal of Alloys and Compounds,2018,749:10-22.

    • [16] WANG X,ZHANG Z,MEN Y,et al.Fabrication of nano-TiC functional gradient wear-resistant composite coating on 40Cr gear steel using laser cladding under starved lubrication conditions [J].Optics and Laser Technology,2020,126:106136.

    • [17] SUNDARASELVAN S,SENTHILKUMAR N,TAMIZHARASAN T,et al.Surface modification of AZ61 magnesium alloy with nano-TiO2/Al2O3 using laser cladding technique[J].Materials Today:Proceedings,2019,21:717-721.

    • [18] GUO C,CHEN J,ZHOU J,et al.Effects of WC-Ni content on microstructure and wear resistance of laser cladding Ni-based alloys coating [J].Surface and Coatings Technology,2012,206(8-9):2064-2071.

    • [19] ZAFAR S,SHARMA A K.Structure-property correlations in nanostructured WC-12Co microwave clad [J].Applied Surface Science,2016,164:540-552.

    • [20] 吴新伟,曾晓雁,朱蓓蒂,等.镍基WC金属陶瓷激光熔覆涂层的熔化烧损规律[J].金属学报,1997,12:1282-1288.WU X W,ZENG X Y,ZHU B D,et al.Heat damage of laser clad Ni-based WC coating[J].Acta Metallurgica Sinica,1997,12:1282-1288.(in Chinese)

    • [21] 孟庆武,耿林,祝文卉,等.反应放热激光熔覆过程中的熔池状态分析[J].应用激光,2009(4):12-15.MENG Q W,GENG L,ZHU W H,et al.Analysis of melting pool in laser cladding process with exothermic reaction [J].Applied Laser,2009(4):12-15.(in Chinese)

    • [22] 尤显卿,马建国,宋雪峰,等.电冶熔铸 WC/钢复合材料中WC的溶解行为[J].中国有色金属学报,2005,15(9):1363-1368.YOU X Q,MA J G,SONG X F,et al.Dissolution behavior of WC particle in WC/steel matrix composites by electroslag melting and casting method[J].Chinese Journal of Nonferrous Metals,2005,15(9):1363-1368.(in Chinese)

    • [23] 花国然.基于激光扫描的纳米陶瓷涂层及纳米结构块体制备技术的基础研究[D].南京:南京航空航天大学,2003.HUA G R.Fundamental research on nano-ceramic coating and bulk manufacturing technology by laser scanning[D].Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2003.(in Chinese)

    • [24] 毛卫民,朱景川,郦剑,等.金属材料结构与性能[M].北京:清华大学出版社,2008.MAO W M,ZHU J C,LI J,et al.The structuro and propertes of metallic matorlals [ M ].Beijing:Tsinghua University Press,2008.(in Chinese)

    • [25] LIU J,YANG S,XIA W S,et al.Microstructure and wear resistance performance of Cu-Ni-Mn alloy based hardfacing coatings reinforced by WC particles [J].Journal of Alloys and Compounds,2016,654:63-70.

    • [26] 张永振.材料的干摩擦学[M].北京:科学出版社,2012.ZHANG Y Z.Dry tribology of materials[M].Beijing:Science Press,2012.(in Chinese)

    • [27] 张宁.WC 颗粒增强钢基复合材料的组织及性能研究[D].徐州:中国矿业大学,2015.ZHANG N.Study on the microstructure and prcoperty of WC particulates reinforced steel matrix composites[D].Xuzhou:China University of Mining and Technology,2015.(in Chinese)

    • 手机扫一扫看