金属学报

作者：王虎, 赵琳, 彭云, 蔡啸涛, 田志凌

单位：1.钢铁研究总院 焊接研究所 北京 100081；2.北华航天工业学院 材料工程学院 廊坊 065000

关键词：激光熔化沉积,TiAl基合金,TiB₂,微观组织,力学性能,

基金：国家重点研发计划项目(2020YFE0200900)

采用激光熔化沉积在TC4合金表面制备出不同TiB2含量(0、10%、20%、30%，质量分数)的TiAl基合金涂层，利用XRD、OM、SEM、显微硬度计、压痕法(断裂韧性)、磨损试验机以及激光共聚焦显微镜等，系统研究了TiB2含量对涂层微观组织与力学性能的影响。结果表明，涂层组织由底部沿厚度方向依次为平面晶、柱状晶和等轴晶，随着TiB2含量增加，柱状晶高度逐渐降低。TiB2/TiAl复合涂层由TiAl合金基体相(γ + α2)以及TiB2增强相组成，直接添加的TiB2颗粒大多没有熔化，但直接添加的TiB2颗粒外层与TiAl合金熔体发生溶解反应后原位析出初生TiB2和次生TiB2，初生TiB2呈块状，次生TiB2呈短棒状和条带状。随着TiB2含量由0增加至10%，涂层基体组织明显细化，但继续增加TiB2含量(20%、30%)并未产生进一步的细化作用。随着TiB2含量由0增加至30%，涂层的表面硬度由530.5 HV增加至738.4 HV，断裂韧性由7.75 MPa·m1/2降低至3.17 MPa·m1/2，磨损率由3.98 mg/mm2减少至0.42 mg/mm2，并且磨损面的磨损程度及其粗糙度也随之降低。未添加TiB2时，涂层的磨损机制以显微切削为主，多次塑性变形为辅；TiB2含量为10%时，涂层的磨损机制以显微切削为主，微观断裂为辅；随着TiB2含量增加，磨损机制逐渐转向微观断裂；TiB2含量为30%时，涂层的磨损机制以微观断裂为主，显微切削为辅。

来源：2023年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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