题目：TC2钛合金表面激光熔覆Ti/TiC/TiB₂复合涂层的研究

报告人：刁云华

主持人：张可敏

时间、地点：12/21 13:00-14:30、行政楼1602

学科、专业：工科、材料学

报告主要内容：

激光表面改性是把激光极高的能量施加到材料表面，使其发生物理或者化学变化，从而提高材料表面性能，尤其是表面耐磨性、耐蚀性、耐高温性和硬度等。目前应用于钛及钛合金上的激光表面改性技术有激光表面合金化、激光表面重熔与激光熔覆这三种方法。激光熔覆采用相容性良好但大部分不同于基体成分的熔覆材料，利用激光束加热在钛及钛合金表面制备出一层与基体形成良好冶金结合的熔覆层，从而提高基体表面的硬度、抗氧化性、耐蚀性、耐磨性和生物性能等。在钛合金表面激光熔覆选用高耐磨性能的TiC、TiB₂、SiC、TiN等，以显著提高钛合金表面的耐磨性与硬度。

本章通过在钛合金表面预置钛粉、TiC粉末和TiB₂粉末，采用激光熔覆的方法制备Ti/TiC/TiB₂复合涂层。实验结果表明采用激光熔覆方法在TC2钛合金表面可以得到Ti-TiC-TiB₂复合涂层。XRD图谱表明熔覆层由Ti, TiC和TiB₂三相构成。SEM图可以看出激光熔覆层呈凹陷状，熔覆层内产生了少许的气孔，无明显裂纹。在相同激光扫描速度下得到的熔覆层的近表面组织分布较均匀，组织较粗大；中部组织无规律分布，组织较表面更细小；近基体组织最为细小，取向比较紊乱。平均硬度值大小顺序为：样品3000W,4mm/s>样品3000W,6mm/s>样品3000W,8mm/s>基体。其中激光熔覆样品3000W,4mm/s的最大硬度值（1100HV）较基体（300 HV）提高了3-4倍。电化学测试结果表明：在3.5wt.%氯化钠溶液中的激光熔覆样品的耐腐蚀性能较基体有所提高。耐腐蚀性强弱的顺序为：样品3000W,4mm/s>样品3000W,6mm/s>样品3000W,8mm/s>基体。其中样品3000W,4mm/s的容抗弧半径最大，且在低频区的阻抗值比基体高约100倍，其腐蚀电流密度（1.37×10^-4A/cm²）降至基体（1.75×10^-2A/cm²）的1/100。