鋯合金表面激光熔覆原位制備TiN-ZrN復(fù)合涂層的研究.pdf

1、本文采用激光原位熔覆技術(shù)，在鋯合金表面制備TiN/ZrN復(fù)合涂層，以改善鋯合金作為核燃料包殼材料時(shí)的耐磨性與耐腐蝕性。分別采用金相顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、顯微硬度計(jì)等設(shè)備對激光熔覆層的宏觀形貌、顯微組織形貌、物相成分、顯微硬度等進(jìn)行了檢測分析，并初步研究了激光功率、掃描速度、搭接率等熔覆工藝參數(shù)對熔覆層質(zhì)量的影響。完成的主要工作與得到的結(jié)論如下：
　?。?）分析總結(jié)了激光熔覆直接制備陶瓷相復(fù)合涂

2、層時(shí)容易出現(xiàn)的問題，提出了采用激光原位熔覆的方法制備復(fù)合涂層，以提高陶瓷相的穩(wěn)定性及與基體的結(jié)合強(qiáng)度，達(dá)到提高熔覆層質(zhì)量的目的。
　　（2）通過對激光熔覆涂層材料的設(shè)計(jì)與激光工藝參數(shù)的優(yōu)化，在鋯合金基體表面激光熔覆原位制備出了TiN/ZrN復(fù)合涂層。結(jié)果表明，熔覆層整體氣孔和裂紋較少，且與基體呈良好的冶金結(jié)合；激光熔覆層的表層主要由樹枝晶組成，中部既有枝晶組織又有部分顆粒組織，熔覆層的底部由更細(xì)小的顆粒組織和纖維組織組成，且熔覆層

3、主要由Zr、ZrN、TiN等相組成。激光熔覆層的顯微硬度由表及里呈遞減變化，熔覆層顯微硬度最高值達(dá)到863 HV0.1，是鋯合金基體（約為180 HV0.1）的4.8倍。
　?。?）在單道激光熔覆以及大面積激光熔覆中，通過對激光工藝參數(shù)（主要為激光功率、掃描速度、搭接率等）對涂層質(zhì)量影響的研究，分析了熔覆層表面形貌的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨激光能量密度的提高，熔覆層的表面形貌逐漸變好；采用激光搭接掃描后，可以很好地改善熔覆層的表面形