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摘要
采用激光熔覆技术在Q235钢表面原位合成了VC-Cr7C3复合熔覆层，并研究激光扫描速度对熔覆层微观组织与力学性能的影响。利用扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪等对熔覆层组织及性能进行分析。结果表明，激光熔覆技术可使V、Cr、C混合颗粒间发生原位反应形成VC-Cr7C3复合熔覆层，其主要由黑灰色VC相、灰色Cr7C3相及{FeM}粘结相组成，其中Fe与Cr可共同形成Cr7C3相(M7C3)。激光熔覆凝固形状控制因子K与C元素的分布状况使得熔覆层顶部出现大量碳化物等轴晶组织，中部碳化物等轴晶的含量有所减小，而底部由于C含量较低，其碳化物含量较少，且碳化物晶粒形貌受到激光扫描速度的影响，在1 mm/s时碳化物呈树枝晶组织，在1.5 mm/s时呈等轴晶组织。同时在1.5 mm/s时熔覆层晶粒尺寸明显小于1 mm/s时的。以上熔覆层组织结构与成分变化使其硬度随层深的增加而降低，同时随着扫描速度的增加，熔覆层的硬度也逐渐增加，熔覆层的硬度高于Q235钢3倍以上。在1.5 mm/s时熔覆层摩擦因数为0.4,低于Q235钢基材的0.6,且熔覆层磨损量显著低于Q235钢基材。由此可知，激光熔覆VC-Cr7C3复合熔覆层可用于碳钢的表面高硬、耐磨改性。
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