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粉末冶金技术2025年第03期:激光熔化沉积(Ti,Nb)C颗粒增强Fe基材料的组织特征与性能优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李庆棠;张宇辰;吴海荣;

单位:北京新风航天装备有限公司;西北工业大学伦敦玛丽女王大学工程学院;

摘要:采用激光熔化沉积方法在Fe基材料中获得(Ti,Nb)C复合碳化物颗粒增强相,分析了(Ti,Nb)C颗粒增强Fe基材料的组织特征、界面形成机理以及激光热输入对碳化物析出量的影响规律。在此基础上,通过调节加工参数优化了(Ti,Nb)C颗粒增强Fe基材料的力学性能。结果表明:(Ti,Nb)C颗粒增强Fe基材料的物相主要由α-Fe基体以及(Ti,Nb)C复合碳化物增强颗粒组成,α-Fe晶粒和(Ti,Nb)C碳化物通过低指数晶面的结合获得了匹配良好的界面取向。随着激光热输入的增大,材料中(Ti,Nb)C颗粒尺寸和面积比明显增加,而(Ti,Nb)C颗粒增强Fe基材料的抗拉强度随热输入的增加呈先增后减小的趋势,当热输入105 J·mm~(-2),抗拉强度最大,为653 MPa。从拉伸应力–应变曲线与断口微观组织形貌可以看到,(Ti,Nb)C颗粒增强Fe基材料表现出良好的韧性,受外部加载时,(Ti,Nb)C复合碳化物颗粒可以吸收和分散应力,阻碍位错和裂纹的扩展,从而达到增强材料力学性能的效果。

关键词:激光熔化沉积;;颗粒增强;;Fe基材料;;微观组织;;力学性能