涂層表面的xrd分析圖譜。涂層中主要存在fe、al顆粒相，氧化物al203以及金屬間化合物fe3al等。激光熔覆具有快速熔化和凝固的特點(diǎn)，部分鐵粉和鋁粉未及時(shí)反應(yīng)便冷卻凝固了，因而涂層中含有較多的原始的fe、al顆粒。同時(shí)，在高能量密度激光作用下，涂層中部分鐵粉和鋁粉反應(yīng)生成了fe3al新相。由于al元素活性較大，在空氣中極易氧化，因而部分al粉被氧化成al203，在涂層表面形成了一層薄薄的氧化膜，這不僅有利于防止涂層中其它元素被氧化，同時(shí)少量al203的生成也有利于涂層硬度和耐磨性的提高。
激光熔覆不同區(qū)域的顯微組織，可以看出，涂層內(nèi)部基本無(wú)裂紋，氣孔、夾雜較少，故涂層質(zhì)量良好。涂層與基體的界面處形成了一條連續(xù)的光亮帶，表明基體與涂層之間的冶金結(jié)合質(zhì)量良好。
熔覆過(guò)程具有快速熔凝特點(diǎn)，因而存在較大的溫度梯度和冷卻速率。按照凝固理論，溫度梯度與凝固速率的比值（即g/r）直接影響著微觀組織的形態(tài)特征。激光熔覆過(guò)程中，由于涂層受到基體的強(qiáng)烈冷卻作用，在基體與涂層底部界面處存在大的溫度梯度，但界而處的凝固速率卻非常小，幾乎為零，幫g/r非常大，因而在界面處形成了沿晶外延附生的平面晶。隨著距界面處距離增加，結(jié)晶過(guò)程逐步推進(jìn)，g/r逐漸減小，形成較小的成分過(guò)冷區(qū)，平面的穩(wěn)定遭到破壞，同時(shí)由于成分過(guò)冷區(qū)較小，晶粒向兩側(cè)方向的生長(zhǎng)受到限制，因而在涂層中部形成沿散熱方向生長(zhǎng)的柱狀晶，該區(qū)域組織具有定向凝固的特征，在涂層表面附近，g/r非常小，成分過(guò)冷區(qū)較大，晶粒生長(zhǎng)不受限制，可自由生長(zhǎng)，因而涂層組織由柱狀晶轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶。
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2015.05.20