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涂层物相分析和组织分析

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2015年05月20日 09:06
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来源: 南京宁博分析仪器有限公司

涂层表面的XRD分析图谱。涂层中主要存在Fe、Al颗粒相,氧化物Al203以及金属间化合物Fe3Al等。激光熔覆具有快速熔化和凝固的特点,部分铁粉和铝粉未及时反应便冷却凝固了,因而涂层中含有较多的原始的Fe、Al颗粒。同时,在高能量密度激光作用下,涂层中部分铁粉和铝粉反应生成了Fe3Al新相。由于Al元素活性较大,在空气中极易氧化,因而部分Al粉被氧化成Al203,在涂层表面形成了一层薄薄的氧化膜,这不仅有利于防止涂层中其它元素被氧化,同时少量Al203的生成也有利于涂层硬度和耐磨性的提高。

   激光熔覆不同区域的显微组织,可以看出,涂层内部基本无裂纹,气孔、夹杂较少,故涂层质量良好。涂层与基体的界面处形成了一条连续的光亮带,表明基体与涂层之间的冶金结合质量良好。

   熔覆过程具有快速熔凝特点,因而存在较大的温度梯度和冷却速率。按照凝固理论,温度梯度与凝固速率的比值(即G/R)直接影响着微观组织的形态特征。激光熔覆过程中,由于涂层受到基体的强烈冷却作用,在基体与涂层底部界面处存在大的温度梯度,但界而处的凝固速率却非常小,几乎为零,帮G/R非常大,因而在界面处形成了沿晶外延附生的平面晶。随着距界面处距离增加,结晶过程逐步推进,G/R逐渐减小,形成较小的成分过冷区,平面的稳定遭到破坏,同时由于成分过冷区较小,晶粒向两侧方向的生长受到限制,因而在涂层中部形成沿散热方向生长的柱状晶,该区域组织具有定向凝固的特征,在涂层表面附近,G/R非常小,成分过冷区较大,晶粒生长不受限制,可自由生长,因而涂层组织由柱状晶转变为等轴晶。

  NBJX系列金相图像自动分析仪也可用于各种金属材料的组织成分观测,方便、简捷!

南京宁博分析仪器有限公司

2015.05.20


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