激光熔覆制备的纳米/微米级NbC/In625复合涂层微观结构与摩擦学性能研究

《Advanced Engineering Materials》：Study on Microstructure and Tribological Properties of Nano/Micron NbC/In625 Composite Coatings by Laser Cladding

本研究采用激光熔覆技术制备了纳米、微米及混合尺寸NbC增强In625涂层，系统研究了不同NbC颗粒尺寸对涂层相组成、微观结构和耐磨性能的影响。结果表明，所有添加的NbC颗粒均促进Cr23C6、Laves相析出及晶粒细化，其中纳米NbC颗粒熔融更均匀，纳米/微米混合颗粒通过协同强化机制实现最佳晶粒细化效果，显著提升涂层的显微硬度与磨损 resistance。

　　

摘要

本研究采用激光熔覆技术制备了微米级、纳米级以及纳米/微米级碳化铌（NbC）增强In625合金涂层，并系统研究了不同粒径NbC对涂层相组成、微观结构及耐磨性能的影响。结果表明，所有添加了NbC的涂层均能促进NbC、Cr23C6和Laves相的析出。这些碳化物相的析出通过阻碍晶界移动并增强晶界的固定作用，显著改善了复合涂层的微观硬度和耐磨性能。其中，纳米级NbC颗粒由于粒径较小，在高能激光照射下更容易熔化，其分解产物的分布更加均匀，因此对涂层的细化效果更佳。当纳米级和微米级NbC颗粒混合使用时，会产生协同增强效应，使得纳米/微米级NbC混合颗粒的细化效果优于纯纳米级NbC颗粒。性能测试显示，纳米/微米级NbC/In625复合涂层在微观硬度和耐磨性方面表现最佳。

图形摘要

本研究通过激光熔覆技术制备了微米级NbC、纳米级NbC以及纳米/微米级NbC增强的Inconel 625复合涂层。实验结果表明，所有类型的NbC均有助于碳化物相和Laves相的形成，并促进晶粒细化。特别地，纳米级和微米级NbC的混合使用表现出协同增强效应，使得涂层具有更细的晶粒结构以及更好的微观硬度和耐磨性能。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。