Cr元素含量对TC21钛合金表面激光熔覆Ni-Al涂层组织与性能的影响

目的 研究Cr元素含量对TC21钛合金表面激光熔覆Ni-Al涂层组织与性能的影响,改善其表面性能.方法 利用激光熔覆技术在TC21钛合金表面制备不同Cr含量的Ni-Al涂层,采用带有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对熔覆层的显微组织、物相组成进行分析,采用显微硬度计和材料表面性能综合测试仪测试熔覆层的硬度分布和耐磨性能.结果 熔覆层表面质量良好,未添加Cr元素时,熔覆层主要由Ni(Al,Ti)、Ni2AlTi、TiNi等物相组成;添加Cr元素后,熔覆层中有α-Cr沉淀相析出,并且随着Cr元素含量的逐渐提高,TiNi、Ni2AlTi、α-Cr等物相的相对含量逐渐增加.熔覆层主要由Ni(Al,Ti)枝晶组织与其周围呈网状分布的TiNi、Ni2AlTi、α-Cr晶间组织构成.熔覆层的显微硬度均提高到基体的2倍左右,Cr元素对提高Ni-Al涂层显微硬度的影响不大,但能使其显微硬度波动减小,趋于平稳,熔覆层的韧性随着Cr元素含量的增加而不断提高.当Cr元素添加量为20％(原子数分数)时,耐磨性最好,约为基体的2.948倍.结论 Cr元素的添加,有利于熔覆层中α-Cr相的析出和TiNi/Ni2AlTi共晶组织的生成,能有效降低熔覆层的室温脆性,提高塑韧性及耐磨性能.