激光增材制备Ti-6Al-4V/TiC金属陶瓷熔覆层组织与性能强化

作者：范战争; 任维彬^*; 方世源; 王玉江

来源：材料工程, 2023, 1-13.

• 激光熔覆
• Ti-6Al-4V
• TiC
• 熔覆层
• 组织与性能

Ti-6Al-4V合金因具有良好的强度、塑性、韧性、耐蚀性以及可焊性，在航空航天以及化工装备制造领域具有广泛应用，但其硬度以及耐磨性不高等性能短板，一定程度上限制了其摩擦磨损工况下的服役寿命。本研究基于激光熔覆优化工艺方法，增材制备具有TiC添加相的Ti-6Al-4V合金同质金属陶瓷熔覆层，表征并验证TiC增强相对熔覆层组织以及基本力学性能的强化作用。结果表明：熔覆层主要物相包括α-Ti，β-Ti以及TiC，其中TiC在熔覆层内过饱和析出，且受熔覆层不同位置过冷度差异影响，析出的TiC在熔覆层顶部以细小的颗粒状为主，而在熔覆层中部则主要呈树枝及花瓣状析出，熔覆层底部新增了麦穗状的析出形状，而稀释区则未见明显TiC析出。熔覆层平均显微硬度为530HV0.5，较基体提升了61%；在35 N载荷下，熔覆层平均摩擦因数为0.3583，较基体降低了11%，体积磨损率约为基材的87%，磨损形式为黏着磨损和磨粒磨损。

• 单位
  中国人民解放军装甲兵工程学院; 江苏理工学院; 北京特种工程设计研究院