图1 为激光熔覆C1、C2 与M1 熔覆层的截面形貌。由图1 可知,激光熔覆层截面均由3 个区域构成,由表及里分别为Mo2NiB2 熔覆层、过渡区和45#钢基材。其中,在Mo2NiB2 熔覆层内有较多的白亮相与灰色相,而过渡区内几乎都为灰色相,无较大白亮相。在熔覆层中,白亮相偏向于中间区域集中,在表层与底层数量相对较少。这是由于在激光熔覆过程中,先结晶白亮相在激光熔池对流与重力场的共同作用下发生下沉,使得白亮相向熔覆层内部聚集,同时在45#钢熔融稀释作用下,使得熔覆层下层中白亮相含量降低,以致形成中心聚集白亮相的组织结构。图1d 为C2 熔覆层A 区域的放大图,可知白亮相呈现不同的形貌(多边形颗粒状与长条树枝状),其由激光熔池中凝固形状控制因子演变所致。

图 1 Mo2NiB2 熔覆层的截面SEM 形貌
对图 1d 中的白亮相(point 1)与灰色相(point 2)进行EDS 成分分析,结果如图2 与表1 所示。由图2a 可知,白亮相中Mo 元素的EDS 峰值最高,其对应的原子数分数为37.74%,而Ni、Cr、Fe 元素峰值相对较低,其对应的原子数分数分别为25.34%、6.51%与20.87%。从表2 还可知,白亮相中B 元素的原子数分数为9.13%,而C 元素含量很低。因此,可以推断白亮相为Mo2NiB2 相,其中Ni 的原子位置可由Cr、Fe 原子置换,Fe 元素来源于45#钢基材的熔融稀释。从图2b 与表2 中point 2 元素含量可知,Mo、B 元素在灰色相中的含量较低,而Ni、Fe 元素含量增加,说明灰色相主要为{FeNi}合金相,且含有部分Mo、Cr 元素,起到粘结相的角色。另外,灰色相中仍有较高含量的C、Cr,可能是熔覆层中所添加的Cr7C3 相。

图 2 Point 1 与Point 2 的EDS 图谱
表 1 Point 1 与Point 2 的成分组成

表 2 动电位极化曲线与Nyquist 图得到的腐蚀参数

|