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对表面合金化试样,由于只有13~x18r口rn表面经过了表面改性,将其他面用砂纸磨光至800#,抛光,然后将试样在丙酮和无水乙醇中清洗后干燥,并分别计算出熔覆层表面的面积和未熔覆层的表面的总面积。合金化试样的恒温氧化增重通过原始试样在相同条件下的增重比较而得,即用公式:
△Wl=(△W-△V八52)/51计算。式中:△wl:试样中熔覆表面的单位面积增重吵时)△w:合金化试样的总增重(目△姚:未熔覆试样氧化相同时间时的单位面积增重(沙扩)52:合金化试样中未熔覆表面的面积(cmZ)Sl:合金化试样中熔覆表面的面积(cmZ)结果表明,原始试样的氧化动力学曲线呈抛物线形状,而激光表面合金化试样经过一段时间氧化后,氧化增重曲线下降。经过激光表面处理后的合金的抗氧化性能明显高于未经激光处理的铸态组织,而且在石墨粉中掺杂Nb粉,处理后的合金具有最佳的抗氧化性能。
经过激光表面处理后的试样,表现出特殊的氧化动力学过程,即在经过一段时间氧化后,氧化增重曲线下降。这可能与在高温下五C发生分解有关,从其氧化后的XRD衍射谱来看,谱线上几乎未发现有卫C的峰,说明氧化层中己没有卫C颗粒或只存在少量的TIC颗粒。这一结果表明,在870℃条件下,表面改性层所生成的皿C己不稳定,在这一温度下可能发生分解,因此要改善肠Al合金在这一一温度以上的抗氧化性能,必须引入热稳定性更高的硬质相。有X射线衍射图谱表明,在氧化22h的时候,有另外一种新的物质川刃飞Q生成。这个结果表明:在870℃氧化过程中,叭C的分解过程为:卫G,月刃玉q一11+C。
经过激光处理后的激光表面层的显微硬度明显高于其基体组织;其原因主要是由于其中生成的五C颗粒。从激光熔覆层垂直自由表面向下的硬度分布曲线呈梯度渐变的特征。并且,显微硬度梯度随着激光工艺参数的变化而变化。由在不同扫描速率下所形成的激光熔覆层显微硬度分布曲线看出,当扫描速率较慢时,熔覆涂层硬度较高,且在熔覆区一热影响区附近变化趋势较平缓;当扫描速率较快时,熔覆涂层硬度较低,在熔覆区一热影响区附近硬度下降较快。这可能是因为当激光束扫描速度较慢时,激光束在试样表面停留的时间长,表面吸收热量多,同时基材被熔化的也较多,因而合金化熔池中具有更高的皿、Al含量,在相同的传热条件下,冷却速度较漫,晶粒生长时间长,因而快速凝固组织中毛C的体积分数越高,因此,具有高的显微硬度值。在不同激光功率下所形成的激光熔覆层显微硬度分布曲线看出,激光功率越大,平均显微硬度值越高,显微硬度值在熔覆区一热影响区附近的变化趋势越平缓;激光功率越小,显微硬度平均值越低,在熔覆区一热影响区附近的显微硬度值下降越快。这可能是因为激光功率大,试样表面单位面积吸收热量多,同时基材被熔化的也较多,因而合金化熔池中具有更高的五、Al含量,在相同的传热条件下,冷却速度较漫,晶粒生长时间长,因而快速凝固组织中五C的体积分数越高。因此,具有高的显微硬度值。
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