KMN钢激光熔覆FeCr合金修复层组织性能及耐磨、耐蚀性研究

doi:10.3901/JME.2015.08.037

机械工程学报 ›› 2015, Vol. 51 ›› Issue (8): 37-43.doi: 10.3901/JME.2015.08.037

KMN钢激光熔覆FeCr合金修复层组织性能及耐磨、耐蚀性研究

赵彦华^{1, 2}, 孙杰^{1, 2}, 李剑峰^{1, 2}

1. 山东大学机械工程学院济南 250061;
2. 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南 250061;

出版日期:2015-04-15 发布日期:2015-04-15
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973计划，2011CB013403)和泰山学者建设工程资助项目

Research on Microstructure Properties and Wear and Corrosion Resistance of FeCr Repaired Coating on KMN Steel by Laser Cladding

ZHAO Yanhua^{1, 2}, SUN Jie^{1, 2}, LI Jianfeng^{1, 2}

1. School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan 250061;
2. Key Laboratory of High Efficiency and Clean Mechanical Manufacture of Ministry of Education, Shandong University, Jinan 250061

Online:2015-04-15 Published:2015-04-15

摘要/Abstract

摘要： KMN钢是大型离心式压缩机叶轮常用材料，服役过程中常出现磨损、腐蚀等损伤导致失效，激光熔覆技术是实现损伤叶轮修复再制造的有效手段。使用FeCr合金粉料通过激光熔覆技术在预置缺陷的KMN钢基体上制得修复层。通过扫描电镜(Scanning electron microscope, SEM)、能谱分析(Energy dispersive spectrometer, EDS)及X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)对修复层微观组织、元素分布及物相组成进行观察分析；对激光熔覆修复层显微硬度进行测试；分别对修复层和KMN钢基体进行干摩擦滑动摩擦测试，观察并分析磨痕三维形貌；测得修复层及KMN钢基体的Tafel曲线，并使用Tafel直线外推法、失重法测试修复层与基体材料的腐蚀速度。结果表明，激光熔覆修复层与基体呈良好冶金结合、无气孔裂纹等缺陷；修复层硬度是基体材料的1.8倍；耐磨性、耐蚀性得到显著提升。

关键词: KMN钢, 激光熔覆, 耐磨性, 耐蚀性, 叶轮修复再制造

Abstract: KMN steel is a kind of high-strength low alloy steel which commonly used in large centrifugal compressor impeller. It is often failed in service process caused by wear, corrosion and other damage. Laser cladding is an effective means to remanufacture of failure impeller. Based on this, the FeCr alloy is deposited on KMN steel plate which had been preset defect by laser cladding. The microstructure, phase constitution, hardness and wear resistance of the clad layer are investigated by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectroscopy(EDS), X-ray diffractometer, Vickers digital micro-hardness tester, sliding wear tester and optical profiler. The Tafel curves of repaired layer and KMN substrate are measured. The etching rate is analyzed for both of them. The results show that the recovered layer is free of cracks and has a good metallurgical bonding with substrate. The laser cladding repaired coating present a great hardness, excellent wear resistance and corrosion resistance.

Key words: corrosion resistance, impeller remanufacture, KMN steel, laser cladding, wear resistance

中图分类号:

TG142

赵彦华、孙杰、李剑峰. KMN钢激光熔覆FeCr合金修复层组织性能及耐磨、耐蚀性研究[J]. 机械工程学报, 2015, 51(8): 37-43.

ZHAO Yanhua, SUN Jie, LI Jianfeng. Research on Microstructure Properties and Wear and Corrosion Resistance of FeCr Repaired Coating on KMN Steel by Laser Cladding[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2015, 51(8): 37-43.

[1]	舒林森, 王家胜, 白海清, 何雅娟, 王波. 磨损轴面激光熔覆过程的数值模拟及试验[J]. 机械工程学报, 2019, 55(9): 217-223.
[2]	李能, 熊华平, 秦仁耀, 刘伟, 黄帅, 高超. 原位反应制备Ti₂AlNb/TiC+Ti₃SiC₂梯度材料的激光熔覆组织及成形机理[J]. 机械工程学报, 2018, 54(8): 144-150.
[3]	刘坚, 向超前, 王方华, 易怀安. 基于相位一致性的激光熔覆熔池边缘提取方法[J]. 机械工程学报, 2018, 54(5): 166-172.
[4]	许明三, 李剑峰, 李驊登, 孙杰, 李方义, 赵彦华. 激光熔覆粉料和工艺参数对45钢基体与熔覆层结合强度的影响研究^*[J]. 机械工程学报, 2017, 53(9): 209-.
[5]	周佳楠, 张国栋, 郑飞, 杨辉, 梅青松. Cr13不锈钢CMT堆焊金属表面高压滚压层结构与性能研究[J]. 机械工程学报, 2017, 53(8): 68-74.
[6]	石岩, 李云峰, 刘佳, 袁振玉. 高压油泵凸轮轴激光增材制造梯度耐磨层研究^*[J]. 机械工程学报, 2017, 53(6): 80-87.
[7]	齐海波, 徐全盖, 赵衍庆, 郭腾达, 任德亮. 无缝线路磨损钢轨激光熔覆自动修复方式的研究[J]. 机械工程学报, 2017, 53(22): 160-165.
[8]	宗琳, 李荣广, 张小玲. 激光熔覆Fe-Ti-V-C合金微观组织与磨损性能^*[J]. 机械工程学报, 2017, 53(2): 67-73.
[9]	徐国建, 杨文奇, 杭争翔, 刘祥宇, 迟海龙, 欧雪松. Stellite-6+VC混合粉末激光熔覆性能的研究[J]. 机械工程学报, 2017, 53(14): 165-170.
[10]	张国栋, 杨辉, 王麒瑜, 张雅芝, 李正刚, 黄旭东, 廖运生. 铁素体不锈钢激光熔覆层组织和性能研究[J]. 机械工程学报, 2016, 52(12): 37-45.
[11]	董世运, 闫晓玲, 徐滨士. 微观组织及残余应力对瑞利波评价激光熔覆层应力的影响[J]. 机械工程学报, 2015, 51(24): 50-56.
[12]	李小强;陈火金;李子阳;屈盛官;赖燕根. WC增强Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C粉末冶金钢的制备及其耐磨性能研究[J]. , 2013, 49(18): 57-62.
[13]	周圣丰;戴晓琴;郑海忠. 激光熔覆与激光－感应复合熔覆WC-Ni60A涂层的结构与性能特征[J]. , 2012, 48(7): 113-118.
[14]	王清宝;史耀武;栗卓新;王立志;李侠;肖静. Cr5系堆焊合金碳、铬过渡形式对高温磨损性能影响的研究[J]. , 2012, 48(4): 78-84.
[15]	余廷;邓琦林;董刚;杨建国;张伟. 钽对激光熔覆镍基涂层的裂纹敏感性及力学性能的影响[J]. , 2011, 47(22): 25-30.

KMN钢激光熔覆FeCr合金修复层组织性能及耐磨、耐蚀性研究

Research on Microstructure Properties and Wear and Corrosion Resistance of FeCr Repaired Coating on KMN Steel by Laser Cladding

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