激光熔覆Ti-6Al-4V表面钛基复合涂层的微观结构与形成机理研究

"这篇研究论文探讨了利用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金表面制备钛基复合涂层的过程，分析了其微观组织结构及其形成机制。实验采用了不同粉末混合物，包括Ti+Cr3C2和Ti+TiB2，以改善材料性能。通过扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）对涂层的化学成分和微观结构进行了详细分析，并测量了涂层的硬度。研究发现，Cr3C2颗粒在涂层中均匀分布，形成了细小的硬化相，显著提高了涂层的硬度，达到HV800～HV1000，而TiB2的加入则优化了涂层的结构和性能。" 激光熔覆是一种先进的表面改性技术，它利用高能激光束将金属粉末熔化并快速冷却，从而在基材表面形成一层具有特殊性能的复合涂层。在这个过程中，激光束的选择、功率密度、扫描速度以及粉末的种类和粒度都会影响最终涂层的质量。 在Ti-6Al-4V合金上进行激光熔覆时，选择Ti+Cr3C2和Ti+TiB2作为粉末混合物是因为这些元素可以与基材发生冶金结合，形成增强的复合涂层。Cr3C2是一种硬质相，它的均匀析出可以提高涂层的耐磨性和耐蚀性。通过SEM观察，可以发现这些颗粒在涂层中分布均匀，有助于提升整体的机械性能。 XRD分析则用于确定涂层的晶体结构，可以揭示是否存在新的相或化合物，以及它们的结晶状态。TiB2的引入，由于其高熔点和优异的热稳定性，能够改善涂层的高温性能，同时通过细化晶粒，优化了涂层的微观组织，增强了韧性。 微硬度测试是评估涂层性能的重要手段，结果显示涂层的硬度显著提高，范围在HV800到HV1000之间，这表明激光熔覆成功地提升了Ti-6Al-4V合金表面的硬度和耐磨性。这一结果对于航空航天、医疗器械等需要高强度和耐腐蚀性的领域具有重要意义。 激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金表面制备的钛基复合涂层，通过精确控制工艺参数和选择合适的粉末混合物，实现了优异的微观组织和性能，为材料表面改性提供了新的可能。