Q345R表面钛涂层的激光熔覆制备及显微组织研究

摘要

本文以采用铜为过渡层、表面激光熔覆钛涂层的Q345R钢板为研究对象,研究了各层凝固组织、结合界面显微组织、元素扩散行为及显微硬度,阐明了两个结合界面处显微组织及元素扩散行为的差异。研究发现,钛层组织为均匀分布的单一柱状树枝晶,与前一条熔覆轨迹交界处为不具备明显方向性的树枝晶,近界面处形成细小而紧密的等轴树枝晶。铜层中部区域的显微组织为典型柱状树枝晶,在铜/钢结合界面铜侧,显微组织表现为垂直于界面的细小树枝晶向细小等轴树枝晶的过渡,细小等轴树枝晶垂直方向的厚度约为20μm。由于激光熔覆过程中强烈的热量影响,钢层存在明显的热影响区,该区域组织发生了重结晶或不完全重结晶,组织由粒状贝氏体、细小的铁素体和珠光体组成。远离界面处组织为典型的铁素体和珠光体组织,呈现带状分布。钛/铜结合界面存在熔合区,并存在显著的元素扩散行为,而铜/钢结合界面不存在熔合区,Cu、Fe元素在铜/钢结合界面处的含量急剧变化,扩散距离约为1~2μm。显微硬度方面,结合界面的硬度实现了两侧材料硬度的过渡,有效避免了界面微裂纹的产生。