等離子噴焊層的金相組織與分析

金相組織與分析近外表區(qū)。純Co基合金噴焊層的金相組織圖3.5是Co3.5中可以看出噴焊層和基體之間存在一過渡區(qū)稱為熔合區(qū)，熔合區(qū)組織為平面晶。3.5Co基合金噴焊層近熔合區(qū)的組織形成的主要緣由是等離子弧噴焊所輸入的熱量大而集中，形成的熔池較小，熔池開頭凝固時，噴焊層和基體結(jié)合面處存在極大的正溫度梯G，而結(jié)晶速度R很小，G/R比值很大，為低速平面狀生長，呈現(xiàn)平面狀結(jié)[27,28]，如圖3.5b所示的白，凝固后形成了冶金結(jié)合[29]。GR漸漸增大，固液平面界面向為垂直于界面對熔池中生長。近熔合區(qū)層的組織由于在等離子弧高能熱源作用下，液態(tài)成分起伏較大，局部[25]。3.5b中可以看出噴焊合金顯微組織具有快速凝固是亞共晶的枝晶生長特枝狀晶，在連續(xù)冷卻過程中由已生成的枝晶主干之間存在溫度梯度和濃度起伏，所以又沿枝晶主干生長成二次晶。3.6是Co基合金噴焊層中間區(qū)的金相圖100>雜亂。3.6Co基合金噴焊層中間區(qū)的組織3.7是Co基合金噴焊層近外表區(qū)的金相圖速度加快，故所得到的枝晶組織的二次分枝間距減小。3.7Co基合金噴焊層近外表區(qū)的組織參加5%Cr2O3噴焊層的金相組織3.8是參加5%Cr2O3的Co基合金噴焊層近熔合區(qū)的金相圖。在近熔合區(qū)層5%的Cr2O3的Co基合金噴焊層所形成的樹枝熱，在靠近熔合區(qū)局部，溫度梯度低于熔合區(qū)，成分過冷比熔合區(qū)大，但仍較小，隨著向噴焊層的推移，組織為粗大的枝晶組織，并隨離熔合區(qū)距離的增加枝晶組織漸漸細(xì)化圖3.8 5%的Cr2O3的Co基合金噴焊層近熔合區(qū)的組織3.9是參加5%的Cr2O3的Co3.9說明，在中部區(qū)域組織的形成發(fā)生了變化，柱狀樹枝晶較少。由于中間區(qū)在凝固時液相中溫度梯度G很小，能在液相中很寬的成分過冷區(qū)，此時不僅在結(jié)晶前沿形成樹枝狀結(jié)晶，同時也能在液相的內(nèi)部形核，產(chǎn)生的晶粒。這些晶粒的四周不受阻礙，可以自由成長，從而使中間區(qū)域的組織發(fā)生了變化。中部區(qū)域為最終凝固區(qū)域，散熱慢，溫度梯度小，所以結(jié)晶速度較小，晶粒較粗[30,31]。圖3.9 5%的Cr2O3的Co基合金噴焊層中間區(qū)的組織過程中C與CrCr7C3初生相的方式從熔池中析出-Co相和Cr23C6[32,33]。5%的Cr3C2Cr3C2，高溫下局部Cr3C2形成基粉末和Cr3C2粉末分層的現(xiàn)象。%的方向性。圖3.10

的Co基合金噴焊層近外表區(qū)的組織3 2由圖3.10可見，自界面對外表過渡，枝晶漸漸細(xì)化。噴焊層外表由于散熱的多CrC

或其形成相可作為異質(zhì)形核的3 2核心，形核率增大，晶粒細(xì)化，在凝固時消滅等軸、準(zhǔn)等軸晶。參加10CrC

噴焊層的金相組織3 23.11是參加10%的CrC的Co3.113 2可知，靠近熔合區(qū)組織為垂直于平面晶并沿著熱流方向生長的柱狀晶。3.11b為近熔合區(qū)組織的放大形貌，可以清楚地看到近熔合的柱狀晶及枝晶組織。圖3.11 10%的CrC的Co基合金噴焊層近熔合區(qū)的組織32與純鈷基和參加5CrC的Co基合金噴焊層近熔合區(qū)的金相顯微組織相比3 2較，參加10%CrC的Co基合金噴焊層近外表區(qū)的金相組織較細(xì)小一些，并且3 2的過程中后者的元素相互集中比前者更猛烈，凝固后形成了更好的冶金結(jié)合層。3.1210%的Cr3C2的Co基合金噴焊層中間區(qū)的金相圖。噴焊層中間區(qū)域5%Cr3C2的Co基合金噴焊層近熔合區(qū)的金相顯微組織相比較，參加10%的Cr3C2的Co基合金噴焊層近外表區(qū)的金相組織的等軸樹枝晶很明顯，且沒有前者中的很明顯的分層現(xiàn)象。后者參加較多的Cr3C2方向的生長。圖3.12 10%的Cr3C2的Co基合金噴焊層中間區(qū)組織3.1310%的Cr3C2的Co基合金噴焊層近外表區(qū)的金相圖。近外表區(qū)為細(xì)小的等軸晶，晶向雜亂沒有方向性，并有大塊狀的未熔Cr3C2。圖3.13 10%的Cr3C2的Co基合金噴焊層近外表區(qū)的組織噴焊層外表由于散熱的多方向性，既可通過基體，又可通過四周已凝固的噴焊(6.6Co(8.9熔的Cr3C2Cr3C2分解為Cr、C可以使晶粒得到細(xì)化。參加20%CrO

噴焊層的金相組織2 33.14是參加20%CrO的Co3.142 35%10%的CrC的Co基合金噴焊層近熔合區(qū)的垂直于熔合區(qū)的樹枝晶那樣明顯。3 2圖3.14 20%的CrO的Co基合金噴焊層近熔合區(qū)的組織2 3連續(xù)增加到CrC20%3.14所3 2團(tuán)絮狀組織，局部區(qū)域組織擺列成放射狀形態(tài)。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的緣由CrC的加3 2入量過多，使熔池中未熔的CrC的含量上升。未溶解的CrC

起到非自發(fā)形核的3 2 3 2作用，細(xì)化了組織晶粒。3.15是加20%的CrO的Co基合金噴焊層中間區(qū)的金相圖3.15看出，2 3消滅大量粗大的塊狀和桿狀為初析碳化物。C、CrCr、C晶的生長，從而打亂了之枝晶的生長方向。圖3.15 20%的CrO的Co基合金噴焊層中間區(qū)的組織2 33.16是加20%CrO的Co基合金噴焊層近外表區(qū)的金相圖3.15和2 33.16中可知，參加20%的CrC的Co基合金噴焊層近外表區(qū)含有與中