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激光熔覆FeCoCrNiAlV涂层组织与性能研究

xy

摘要

燃煤火电机组蒸汽管道是燃煤发电系统的主要零件，在服役过程中，受到高温载

荷、压力载荷的作用，还会受到摩擦、酸碱性气体的腐蚀等综合作用。随着蒸汽管道

304

的工作环境不同，管道的材料选择也不同。不锈钢作为传统的蒸汽管道，工作温

度为600℃。为了研究和提高304不锈钢的综合性能，利用激光熔覆技术对蒸汽管道

表面进行改性处理，确保其满足工作需求和综合力学性能得到提高。

激光熔覆技术不仅仅提高蒸汽管道的硬度、耐腐蚀性能、耐磨性能，而且提高蒸

汽管道的使用寿命，为工业生产蒸汽管道提供理论依据。本文以蒸汽管道304不锈钢

材料为基体，利用激光熔覆技术，在304不锈钢表面制备FeCoCrNiAlV（x0、0.3、

xy

0.751.25y00.71.012OMSEMXRD

、，、、摩尔比）组涂层。利用、、、显微硬度计、

磨损试验机、电化学工作站等实验设备，分析熔覆层的组织、形貌及综合性能。对

12组样品，进行热处理，利用OM、SEM、XRD、显微硬度计、化学工作站等分析

AlV

熔覆层的组织、形貌及综合性能。进一步分析、元素和热处理对涂层的组织和

性能的影响。

研究结果表明：在激光功率为3300W、扫描速率10mm/s、光斑直径1.5×16mm、

送粉速率为15g/min的工艺参数条件下，通过对涂层进行宏观观察发现，激光熔覆技

术制备的涂层表面光滑，没有明显的裂纹、气孔和夹杂等缺陷，基体和涂层具有良好

的冶金结合性能。

由于基体与涂层会发生元素互换，导致FeCoCrNiAlV涂层的实际值会与设计值

xy

有明显偏差。通过对涂层进行OM观察，发现热处理前AlV涂层顶部为柱状

00.30

（、）

树枝晶，AlV涂层顶部组织为等轴晶，其余涂层的顶部组织为树枝晶。AlV

00.30.700.7

（、）

AlVAlV

涂层底部组织为等轴树枝晶，00.30.750、01.0涂层底部组织为柱状树枝晶，

（、、）

其余涂层的底部组织为树枝晶。热处理后AlV涂层顶部组织为柱状树枝晶，

00.30

（、）

AlV涂层顶部组织为等轴晶，其余涂层顶部组织为树枝晶。AlV、AlV

0.751.000.30.75001.0

（