Vliv obsahu Si na mikrostrukturu a vlastnosti vysokoteplotního tření povlaku FeCrNiCSix pomocí laserového nanášení

Hutní zařízení je nezbytné pro hutní průmysl. Jeho pracovní podmínky jsou složité, často při vysoké teplotě (500 stupňů), velkém zatížení a jiných ekologických službách, vysokoteplotním opotřebení, vysokoteplotní oxidaci snadno vedou k poškození povrchu zařízení a poté ovlivňují provozní bezpečnost a životnost. Technologie povrchového lakování je důležitým prostředkem ochrany metalurgických dílů. Technologie povrchové ochrany hutních dílů v současnosti zahrnuje technologii stříkání, technologii obloukového tavení, navařování navařování, technologii laserového plátování a tak dále. Technologie laserového plátování využívá vysokoenergetický laserový paprsek k roztavení prášku a současně k vytvoření roztavené lázně na povrchu matrice. Po rychlém ochlazení se vytvoří povlak metalurgickým spojením s matricí. Povlak připravený technologií laserového plátování má výhody metalurgického spojování, nízkou rychlost uvolňování zředěného, ​​malou tepelně ovlivněnou zónu a hustou strukturu, takže ochranný povlak připravený technologií laserového plátování se stal účinným prostředkem ochrany metalurgických dílů.

Nátěrový materiál je klíčem k ochrannému účinku laserového nanášení povlaku na povrch hutních dílů. Mezi nimi může povlak slitiny Fe-Cr-Si chránit substrát před vysokoteplotními plyny, oxidy a korozivními médii ve vysokoteplotním prostředí, má dobrou odolnost proti oxidaci a korozi a má vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení a je široce používán. v prostředí s vysokou teplotou, vysokou korozí a vysokým opotřebením povrchové ochrany servisních dílů. Vliv obsahu Si (0,6 %-2,5 %) na mikrostrukturu a vlastnosti oceli legované Fe-Cr odolné proti opotřebení Bylo zjištěno, že přidání Si pomáhá zlepšit distribuci druhé fáze karbidů. Se zvyšováním obsahu Si se zvyšuje tvrdost legované oceli a zlepšuje se odolnost proti opotřebení a korozi. Když obsah Si dosáhne 2,3 %, jeho houževnatost klesá.

Stručně řečeno, Si prvky mohou účinně zlepšit odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a odolnost proti oxidaci povlaku. V současnosti se však hlavní výzkum zaměřuje na slitinový povlak s nízkým obsahem Si (< 5 wt.%), and there are few studies on the alloy coating with high Si content (>5 % hmotn. V tomto článku byl proto povlak FeCrNiCSix připraven technologií laserového plátování a vliv změny obsahu Si na mikrostrukturu povlaku FeCrNiCSix při vysokém obsahu Si (5 hm. %, 10 hm. %, 15 hm. %) byl studován. Vliv tvrdosti a odolnosti proti opotřebení při vysokých teplotách poskytuje teoretický základ pro studium povlaků ze slitin s vysokým obsahem Si a poskytuje určitou technickou podporu pro povrchovou ochranu metalurgických dílů.

Nátěrový prášek je vyroben z chromového prášku, silikonového prášku, niklového prášku, uhlíkového prášku a železného prášku s čistotou větší nebo rovnou 99% a velikost částic prášku je po prosévání 53 ~ 150 μm. Směsné prášky obsahující 5 hm. %, 10 hm. % a 15 hm. % Si prvků byly připraveny pomocí NX-100 vysoce přesných elektronických vah. Složení smíchaného prášku je uvedeno v tabulce 1. Po konfiguraci použijte k míchání planetový kulový mlýn. Rychlost otáčení byla 200 ot./min., doba byla 4 hodiny a po smíchání prášku byla vakuová sušicí pec použita k sušení při 100 stupních po dobu 2 hodin. Povlaky připravené práškem s různým obsahem Si byly pojmenovány povlaky 5Si, 10Si a 15Si (uvedeno v tabulce 2). Matrice je vyrobena z 1Cr11Ni2W2MoV (1Cr11Ni) žáruvzdorného ocelového plechu.

Tab.1 Složení podkladu z žáruvzdorné ocelie(% hm.)

Tab.2 Složení of FeCrNiCSix prášek(hm.%)

Laserové plátovací zařízení využívá vláknový laser TruDisk6{{10}}06, parametry procesu jsou výkon laseru 1600 W, 50% rychlost lepení, průměr bodu 5 mm, rychlost skenování 600 mm/min a podávání prášku rychlost 5 ot./min. Po dokončení povlakování se vzorek rozřeže do kvádru o délce strany 10 mm pomocí zařízení pro řezání drátem DK7750. Povlak je leštěn a leštěn brusným papírem. Koroze byla asi 10 s v korozním roztoku obsahujícím 0,7 % hmotn. HF, 43 % hmotn. HN03, 50 % hmotn. H20. Mikrostruktura povlaku byla pozorována metalografickým mikroskopem LeicaDM6000M a polem emisním rastrovacím elektronovým mikroskopem FEI-Sirion 200 a chemické složení každé fáze bylo analyzováno energeticky disperzním spektrometrem (EDS) rastrovacího elektronového mikroskopu. Fázová analýza XRD byla provedena pomocí rentgenového difraktometru Miniflex600. Mikrotvrdoměr MC010-HVS-1000 Vickers měří tvrdost průřezu povlaku, měří 10 bodů, každý bod je od sebe 1,5 mm, přičemž se bere průměr. Experimentálním zařízením pro vysokoteplotní opotřebení je stroj na testování opotřebení MRH-1. Pracovní diagram tření a opotřebení je znázorněn na obrázku 1. Ztráta kvality opotřebení se měří pomocí vysoce přesné elektronické váhy DJ1002A. Vzorek pro test opotřebení byl nařezán na kvádrové bloky o délce, šířce a výšce 20 mm, 10 mm a 10 mm v daném pořadí a vyleštěn a vyleštěn brusným papírem (síť 600-2000). Po detekci 3D topografickým profilometrem je průměrná drsnost povrchu zkušebních vzorků opotřebení tří povlaků s různým obsahem Si 0,91 μm a specifické parametry testu opotřebení při vysoké teplotě jsou uvedeny v tabulce 3.

Tab.3 Parametry vysokoteplotní opotřebení teSvatý

(1) U povlaků 5Si, 10Si a 15Si připravených laserovým plátováním je mikrostruktura povlaků 5Si převážně dendritická a ekviaxiální struktura a fázové složení se skládá hlavně z pevných roztoků -Fe a Fe-Cr. Mikrostruktura povlaků 10Si a 15Si je převážně rovnoosá a fázové složení se skládá hlavně z pevného roztoku Fe3Si a Fe-Cr.

(2) S nárůstem obsahu Si prvků se tvrdost a rychlost opotřebení povlaku postupně zvyšují, což je způsobeno tím, že fáze Fe3Si má určitou křehkost, zatímco má vysokou tvrdost a během procesu opotřebení dochází k vážnému odlupování. Míra opotřebení povlaku se odpovídajícím způsobem zvyšuje.

(3) Povlak 5Si se vyznačuje hlavně adhezivním opotřebením a oxidačním opotřebením a jeho odolnost proti opotřebení při vysoké teplotě je nejlepší, ale jeho odolnost proti oxidaci je špatná a jeho tvrdost je nízká. Povlaky 10Si a 15Si jsou převážně abrazivní opotřebení a rychlost opotřebení se postupně zvyšuje. Ve srovnání s těmito třemi je povlak 10Si považován za nejlepší povlak s obsahem Si.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. je high-tech podnik specializující se na výzkum a vývoj, výrobu a prodej automatického laserového plátovacího stroje, vysokorychlostního laserového plátovacího stroje, laserového kalícího stroje, laserového svářecího stroje a laserového 3D tiskového zařízení. Naše produkty jsou nákladově efektivní a prodávají se doma i v zahraničí. Máte-li zájem o naše produkty, kontaktujte nás na adrese bob@gshenglaser.com.