激光熔覆铁基复合涂层组织与性能影响

目的 在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法 采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后，分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM），研究了涂层的微观结构。通过维氏显微硬度计和M-2000磨损试验机，研究了涂层的力学性能。结果 获得的涂层致密，没有裂纹和气孔等缺陷，涂层内部WC清晰可见。连接层与基材具有良好的冶金结合，涂层组织主要有等轴组织、柱状组织和共晶组织。耐磨层物相组成为奥氏体（γ-Fe）、γ(Fe,Ni)固溶体和Fe-Ni-Cr固溶体。涂层表面的显微硬度最高为559HV1，比基材硬度（182HV1）提升了3倍多。随着WC含量的增加，涂层的磨损量显著下降。结论 基材与连接层有沿基体表面生长的平面晶，涂层内部为柱状晶、树枝晶和共晶等组织，涂层顶部多为细小的等轴晶。加入WC，涂层的显微硬度提高不明显，但WC周围的组织细化，显微硬度提高。无WC的涂层磨损机理主要为粘着磨损；3%WC的涂层磨损较轻，磨损仍以粘着磨损为主；5%WC的耐磨层磨损最轻，磨损机理为磨粒磨损，WC的加入明显提高了涂层的耐磨性。

Effect of Microstructure and Properties of Laser Cladding Iron-based Composite Coatings