激光合金化層強(qiáng)化機(jī)理

1、激光合金化強(qiáng)化機(jī)理激光合金化強(qiáng)化機(jī)理 課程：激光表面改性技術(shù)課程：激光表面改性技術(shù) 主講教師：林繼興主講教師：林繼興教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)通過(guò)本次課程的學(xué)習(xí)，通過(guò)本次課程的學(xué)習(xí)，了解了解激光激光合金化常見(jiàn)的強(qiáng)化方式與合金化常見(jiàn)的強(qiáng)化方式與機(jī)理。機(jī)理。激光合金化激光合金化激光合金化的強(qiáng)化方式激光合金化的強(qiáng)化方式 熟悉合金化層的各種微觀強(qiáng)化機(jī)理，并依據(jù)各強(qiáng)化機(jī)理來(lái)選擇熟悉合金化層的各種微觀強(qiáng)化機(jī)理，并依據(jù)各強(qiáng)化機(jī)理來(lái)選擇添加合適的元素種類及含量，是合金成分設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵，合金化添加合適的元素種類及含量，是合金成分設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵，合金化層常見(jiàn)的強(qiáng)化方式有：層常見(jiàn)的強(qiáng)化方式有： 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化第二相強(qiáng)化第

2、二相強(qiáng)化晶界強(qiáng)化晶界強(qiáng)化強(qiáng)化方式分類強(qiáng)化方式分類固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化定義：固溶強(qiáng)化定義： 是指添加的元素原子融入基體中，造成基體原子的晶格畸變，晶是指添加的元素原子融入基體中，造成基體原子的晶格畸變，晶格畸變?cè)龃罅宋诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使塑性變形難以進(jìn)行，從而提升合金格畸變?cè)龃罅宋诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使塑性變形難以進(jìn)行，從而提升合金中固溶體的硬度及抗蠕變等力學(xué)性能的現(xiàn)象。中固溶體的硬度及抗蠕變等力學(xué)性能的現(xiàn)象。 常見(jiàn)的固溶強(qiáng)化元素有常見(jiàn)的固溶強(qiáng)化元素有 Ni、W、Cr、Co、Mo 等等圖圖1 固溶體類型固溶體類型 置換型置換型間隙型間隙型圖圖2 晶格畸變晶格畸變第二相強(qiáng)化第二相強(qiáng)化 1、沉淀強(qiáng)化：沉淀

3、相與基體存在化學(xué)作用、沉淀強(qiáng)化：沉淀相與基體存在化學(xué)作用如：如：N與不銹鋼材料與不銹鋼材料1Cr18Ni9Ti中的中的Fe、Cr形成的金屬間化合物形成的金屬間化合物Fe + Cr + N ( Fe,Cr)2N 2、彌散強(qiáng)化：機(jī)械混摻于基體材料中、彌散強(qiáng)化：機(jī)械混摻于基體材料中 如合金材料中，加入的稀土氧化等，不與基體參與化學(xué)反應(yīng)，如合金材料中，加入的稀土氧化等，不與基體參與化學(xué)反應(yīng)，彌散分布在基體中，強(qiáng)化基體。彌散分布在基體中，強(qiáng)化基體。 合金化合金化 第二相強(qiáng)化是除固溶強(qiáng)化之外，合金層強(qiáng)化的另一主要強(qiáng)化方第二相強(qiáng)化是除固溶強(qiáng)化之外，合金層強(qiáng)化的另一主要強(qiáng)化方式，主要又分為析出沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)

4、化。式，主要又分為析出沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化。 合金層的晶界結(jié)構(gòu)通常比晶內(nèi)結(jié)構(gòu)松散，成為影響性能的薄合金層的晶界結(jié)構(gòu)通常比晶內(nèi)結(jié)構(gòu)松散，成為影響性能的薄弱環(huán)節(jié)。弱環(huán)節(jié)。 途徑：途徑： 1、晶界碳化物強(qiáng)化、晶界碳化物強(qiáng)化 2、通過(guò)添加、通過(guò)添加B、稀土等自發(fā)向晶界吸附的元素，在晶界處析、稀土等自發(fā)向晶界吸附的元素，在晶界處析出第二相顆粒形成微合金化，阻礙晶界的擴(kuò)展，改善晶界組織。出第二相顆粒形成微合金化，阻礙晶界的擴(kuò)展，改善晶界組織。晶界強(qiáng)化晶界強(qiáng)化 通過(guò)在晶界處偏析大量的晶粒度細(xì)小、硬質(zhì)的第二相，添通過(guò)在晶界處偏析大量的晶粒度細(xì)小、硬質(zhì)的第二相，添加少量的高溫耐磨強(qiáng)化相，可減少由于晶界遷移所引起的

5、缺陷，加少量的高溫耐磨強(qiáng)化相，可減少由于晶界遷移所引起的缺陷，達(dá)到強(qiáng)化晶界的目的。達(dá)到強(qiáng)化晶界的目的。小小 結(jié)結(jié) 1、激光合金化層的強(qiáng)化通過(guò)基體固溶強(qiáng)化，析出碳化物等第、激光合金化層的強(qiáng)化通過(guò)基體固溶強(qiáng)化，析出碳化物等第二相強(qiáng)化及晶界強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)；二相強(qiáng)化及晶界強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)； 2、常見(jiàn)的固溶強(qiáng)化元素有、常見(jiàn)的固溶強(qiáng)化元素有 Ni、W、Cr、Co、Mo 等；等； 3、第二相強(qiáng)化可以是基體與合金元素形成的沉淀相強(qiáng)化，也、第二相強(qiáng)化可以是基體與合金元素形成的沉淀相強(qiáng)化，也可以合金中的氧化物等彌散強(qiáng)化；可以合金中的氧化物等彌散強(qiáng)化； 4、通過(guò)添加、通過(guò)添加B、C、稀土等在晶界形成碳化物或在晶界析出第、稀土等在晶界形成碳化物或在晶界析出第二相微合金化，強(qiáng)化晶界