激光熔覆作為(wei) 一種高精度成形與(yu) 低損傷(shang) 控性的表麵強化技術，可以賦予零部件表麵更高的性能。鐵基塗層作為(wei) 一種低成本的塗層體(ti) 係一直廣泛地應用於(yu) 各種機械零部件的表麵強化領域。隨著零部件對高性能和長壽命的追求，對激光熔覆塗層材料的設計及性能也提出了更高要求。

在《金屬學報》期刊發表的《激光熔覆高強韌鐵基塗層精細組織調控與(yu) 性能研究》一文中，作者團隊近年來設計和製備的納米貝氏體(ti) 鐵基塗層、超細共晶增強鐵基塗層、顆粒增強馬氏體(ti) 塗層及高硬度非晶鐵基塗層，並從(cong) 設計思路、塗層組織結構和力學性能等方麵詳細介紹了研究結果，並對未來發展方向進行了展望。

論文圖片精選

不同熔覆速率下熔覆層橫截麵形貌圖

Cross-sectional OM images of the coating with different laser scanning rates (a), and cross-sectional images after the Image Segmentation Software processing (b)

展望

激光熔覆鐵基合金塗層因其高強度、高硬度、易於(yu) 與(yu) 鋼鐵基體(ti) 實現冶金結合和低成本等優(you) 點而在工程領域有廣闊的應用前景。近幾十年來，學者們(men) 和工程技術人員也在鐵基合金激光熔覆領域展開了廣泛研究，並取得了一定的成果。但鐵基激光熔覆層的裂紋和脆化問題一直是高強鐵基合金激光熔覆技術推廣應用的主要問題。本團隊目前圍繞降低鐵基激光熔覆層的裂紋敏感性、抑製晶間裂紋萌生擴展提高韌性，從(cong) 熔覆合金體(ti) 係設計、精細組織調控機理等方向展開研究，開展了納米貝氏體(ti) 塗層、超細共晶增強鐵基塗層、顆粒增強馬氏體(ti) 塗層、高硬非晶鐵基塗層等具有高強高韌且適合於(yu) 激光熔覆製備的塗層體(ti) 係的設計與(yu) 開發。通過本文研究結果可知，多類型析出強化和在鐵素體(ti) /馬氏體(ti) 基體(ti) 上引入塑/韌性相阻礙裂紋擴展這一思路，將有助於(yu) 進一步提升激光熔覆塗層的強韌性極限，獲得超高強度和優(you) 良韌塑性的更佳匹配。

因此，未來激光熔覆鐵基塗層的強韌化發展需要從(cong) 高通量材料計算和實驗相結合，從(cong) 以下幾個(ge) 方麵繼續開展超高強韌化鐵基激光熔覆合金的研究：(1) 開展基於(yu) 精細組織調控的高強韌熔覆專(zhuan) 用材料開發。通過成分和組織調控實現熔覆基體(ti) 相結構的納米化、亞(ya) 微米化，獲得超細強化相和韌化相均勻分布的有序組織結構。

(2) 開展基於(yu) 位錯強化和第二相析出強化的理論研究。通過超強韌原位生成或添加納米顆粒相實現韌性鐵基基體(ti) 相的增強，獲得韌性基體(ti) 相和高密度位錯纏節/納米析出相的均勻強化鐵基激光熔覆組織。

(3) 開展新型鐵基激光熔覆多組元合金的研究與(yu) 開發。多組元非晶鐵基合金可獲得超高強度的鐵基非晶和具有一定強韌性的晶體(ti) 相複相組織，可同時提高鐵基合金塗層的強度和韌性，並具有一定耐腐蝕性。對不同類型析出相的耦合強化機製、馬氏體(ti) /鐵素體(ti) 基體(ti) 與(yu) 塑性相組成的複合組織強韌化機理等科學規律進行研究是必要的，積累相關(guan) 數據和經驗，並通過材料計算和實驗研究，最終可望開發出滿足各種服役條件所需的超高強韌激光熔覆鐵基合金體(ti) 係。

論文引用信息：

馮(feng) 凱, 郭彥兵, 馮(feng) 育磊, 姚成武, 朱彥彥, 張群莉, 李鑄國. 激光熔覆高強韌鐵基塗層精細組織調控與(yu) 性能研究[J]. 金屬學報, 2022, 58(4): 513-528.

Kai FENG, Yanbing GUO, Yulei FENG, Chengwu YAO, Yanyan ZHU, Qunli ZHANG, Zhuguo LI. Microstructure Controlling and Properties of Laser Cladded High Strength and High Toughness Fe-based Coatings[J]. Acta metall Sin, 2022, 58(4): 513-528.

DOI: 10.11900/0412.1961.2021.00549