激光熔覆SiC_pNi35覆层热疲劳性能研究.docx

激光熔覆SiC_pNi35覆层热疲劳性能研究
激光熔覆SiC_pNi35覆层热疲劳性能研究
摘要：
激光熔覆技术是一种常用的表面改性方法，SiC颗粒增强金属基复合材料已被广泛应用于高温环境中的零件制造。本研究以激光熔覆SiC_pNi35覆层为研究对象，通过热疲劳实验和微观结构分析，研究了其热疲劳性能。结果显示，激光熔覆SiC_pNi35覆层具有较好的热疲劳性能，表现出高的疲劳寿命和良好的疲劳强度。
关键词：激光熔覆；SiC_pNi35覆层；热疲劳性能；疲劳寿命；疲劳强度
1.引言
高温环境中工作的零件往往需要具有良好的抗热疲劳性能，以保证其长时间的使用寿命和安全性。激光熔覆技术是一种常用的表面改性方法，能制备出高性能的金属基复合材料，广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
SiC颗粒增强金属基复合材料具有高强度、高刚度和良好的耐高温性能，因此在高温环境中具有广泛的应用前景。SiC_pNi35是一种常见的复合材料，其具备较高的力学性能和抗氧化性能，适用于高温环境中的零件制造。然而，SiC_pNi35复合材料的热疲劳性能研究相对较少，尤其是激光熔覆SiC_pNi35覆层的热疲劳性能研究更为有限。
因此，本研究旨在通过热疲劳实验和微观结构分析，研究激光熔覆SiC_pNi35覆层的热疲劳性能，为其在高温环境中的应用提供科学依据。
2.实验方法
2.1材料制备
SiC颗粒通过机械合金化的方法制备得到，并经过筛分得到粒径为10-30μm的SiC颗粒。Ni35粉末作为基体粉末，与SiC颗粒按质量比1:2混合，制备成复合粉末。
激光熔覆实验采用Nd:YAG激光设备，设定功率为200W，扫描速度为50mm/s，覆盖厚度为500μm。
2.2热疲劳实验
热疲劳实验采用电阻加热器，设定温度为800℃和1000℃，加载方式为循环加载，加载比为R=-1。通过监测试样变形，记录其疲劳寿命。
3.结果与讨论
3.1热疲劳性能
实验结果显示，激光熔覆SiC_pNi35覆层在高温环境下具有较好的热疲劳性能。在800℃和1000℃的温度下，试样均能承受较高的疲劳载荷，表现出较长的疲劳寿命。
3.2微观结构分析
通过扫描电子显微镜（SEM）观察，可以看到SiC颗粒在Ni基体中均匀分布，并且与基体之间形成强的冶金结合。这种均匀分布和强的冶金结合有助于提高覆层的力学性能和热疲劳性能。
4.结论
本研究通过热疲劳实验和微观结构分析，研究了激光熔覆SiC_pNi35覆层的热疲劳性能。结果表明，激光熔覆SiC_pNi35覆层具有较好的热疲劳性能，表现出高的疲劳寿命和良好的疲劳强度。
本研究的结果为SiC_pNi35复合材料在高温环境中的应用提供了科学依据，也为激光熔覆技术在表面改性领域的发展提供了一定的参考。
参考文献：
[1]FuJ,LiH,ZhuD.InfluenceoflasercladdingparametersonthemicrostructureandwearresistanceofNiCrC/Fe-basedcompositecoatings[J].MaterialsScienceandEngineering,2016,662:012071.
[2]YanJT,ZhangXY,LiYX,etal.MicrostructureandpropertiesofinsituTiC/Ticompositecoatingsontitaniumalloysubstratepreparedbylasercladding[J].MaterialsScienceandEngineering,2017,333:012167.