优化激光熔覆FeSiB非晶涂层：工艺与组织研究

"该研究探讨了激光熔覆技术在低碳钢基材上制备FeSiB非晶涂层的工艺过程，以及工艺参数如脉冲功率、脉冲宽度、脉冲频率和光斑直径对涂层质量的影响。" 在激光熔覆工艺中，研究人员选择厚度为2毫米的低碳钢作为基底材料，利用脉冲激光将约25微米厚的Fe-Si-B非晶带材熔覆在其表面，以形成一层保护性的涂层。他们深入分析了脉冲激光的四个关键工艺参数：脉冲功率(P)、脉冲宽度(T)、脉冲频率(F)以及光斑直径(f)，这些参数直接影响涂层的形态、稀释率、组织结构和显微硬度。 实验结果显示，在特定的工艺条件P=18.4瓦，T=3.2毫秒，F=3.0赫兹，f=0.3毫米下，所得到的涂层表现出最佳性能。此时，涂层的表面形态良好，稀释率低，组织结构致密，同时与基材间形成了牢固的冶金结合。然而，随着脉冲功率的增加，涂层有更大的倾向发生晶化，晶化相α、Fe2B和Fe3Si等相的含量和种类都会增加，这可能影响涂层的非晶特性。 此外，脉冲功率的增大虽然导致涂层厚度增加，但涂层的显微硬度反而下降。在涂层中部，显微硬度可高达1400HV，远超基材的100HV，显示出良好的硬度增强效果。这种现象表明，优化的工艺参数对于维持涂层的非晶态结构和提升其力学性能至关重要。 关键词涉及材料科学、激光熔覆技术、铁基非晶涂层及其显微组织分析。该研究对于理解激光熔覆过程中非晶涂层的形成机制，以及如何通过调整工艺参数来改善涂层性能具有重要意义，对于材料表面改性、耐磨耐蚀涂层的开发，特别是在航空航天、汽车制造等领域有潜在的应用价值。 激光熔覆FeSiB非晶涂层工艺的研究揭示了不同工艺参数如何影响涂层的物理化学性质，并为实际应用提供了理论依据。通过精确控制激光熔覆的工艺条件，可以实现对涂层性能的优化，以满足各种工程需求。这项工作的成果不仅对材料科学领域，也对依赖先进涂层技术的工业界具有深远的影响。