后热处理对激光熔覆涂层应用的研究进展

合集下载

激光熔覆技术的研究进展(一)讲解

激光熔覆技术的研究进展(一)介绍了激光熔覆技术的发展、应用、设备及工艺特点，简述了激光熔覆技术的国内外研究现状，指出了激光表面改性技术存在的问题，展望了激光熔覆技术的发展前景。

0引言激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，是指激光表面熔敷技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法[1~3]。

如对60#钢进行碳钨激光熔覆后，硬度最高达2200HV以上，耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。

在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后，将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对比，发现前者的耐蚀性明显高于后者[4]。

激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本,节约贵重稀有金属材料，因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视[1-2、5-7]。

1 激光熔覆技术的设备及工艺特点目前应用于激光熔覆的激光器主要有输出功率为1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。

对于连续CO2激光熔覆,国内外学者已做了大量研究[1]。

近年来高功率YAG激光器的研制发展迅速,主要用于有色合金表面改性。

据文献报道,采用CO2激光进行铝合金激光熔覆,铝合金基体在CO2激光辐照条件下容易变形,甚至塌陷[1]。

YAG激光器输出波长为1.06μm,较CO2激光波长小1个数量级,因而更适合此类金属的激光熔覆。

同步注粉式激光表面熔覆处理示意图[8]激光熔覆按送粉工艺的不同可分为两类:粉末预置法和同步送粉法。

两种方法效果相似,同步送粉法具有易实现自动化控制,激光能量吸收率高,无内部气孔,尤其熔覆金属陶瓷,可以显著提高熔覆层的抗开裂性能,使硬质陶瓷相可以在熔覆层内均匀分布等优点。

热处理工艺对激光熔覆316L温度场与应力场的影响规律

第３５卷第４期中国机械工程V o l ．３５㊀N o ．４２０２４年４月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N Gp p．６６６Ｇ６７７热处理工艺对激光熔覆３１６L 温度场与应力场的影响规律李燕乐１㊀潘忠涛１㊀戚小霞１㊀崔维强１㊀陈㊀健２㊀李方义１１．山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室,济南,２５００６１２．中铁十四局集团有限公司,济南,２５０１０１摘要:为研究不同热处理工艺对激光熔覆残余应力的调控作用,利用A N S Y S 有限元分析软件建立了热力耦合模型,对不同温度(２２~９００ħ)的熔覆前预热处理㊁不同温度(２００~１０００ħ)的熔覆后退火处理以及熔覆前后协同热处理条件下的激光熔覆３１６L 不锈钢温度场和应力场进行了数值模拟.研究结果表明:预热对熔池温度影响最大,熔池温度随预热温度的增高而增高;退火处理对激光熔覆残余应力的改善效果最好,８００ħ退火处理可使残余应力减小约５０％,其次是熔覆前后协同热处理,可使残余应力减小约３５％,预热处理对激光熔覆残余应力有一定改善,其中预热５００ħ可使残余应力减小约２０％.关键词:３１６L 不锈钢;激光熔覆;热处理;数值模拟;残余应力中图分类号:U ２７０D O I :１０．３９６９/j．i s s n ．１００４１３２X．２０２４．０４．０１０开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):E f f e c t o fH e a t T r e a t m e n t o nT e m p e r a t u r e a n dS t r e s sD i s t r i b u t i o nd u r i n g L a s e rC l a d d i n g of ３１６LS t e e l s L IY a n l e １㊀P A NZ h o ng t a o １㊀Q IX i a o x i a １㊀C U IW e i q i a n g １㊀C H E NJ i a n ２㊀L IF a n g yi １１．K e y L a b o r a t o r y o fE f f i c i e n t a n dC l e a n M a c h i n e r y M a n u f a c t u r i n g ,M i n i s t r y ofE d u c a t i o n ,S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,S h a n d o n g U n i v e r s i t y,J i n a n ,２５００６１２．C h i n aR a i l w a y １４t hB u r e a uG r o u pC o r po r a t i o nL i m i t e d ,J i n a n ,２５０１０１A b s t r a c t :I no r d e r t o s t u d y th e c o n t r o l e f f e c t i v e n e s so f d i f f e r e n t h e a t t r e a t m e n t p r o c e s s e so n t h e r e s i d u a l s t r e s s o f l a s e r c l a d d i n g ,a t h e r m o Ｇm e c h a n i c s c o u p l i n g m o d e l w a s e s t a b l i s h e d b y u s i n g A NS Y S f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s s o f t w a r e ．T h e t e m p e r a t u r e a n ds t r e s s f i e l d sd u r i n g t h e l a s e r c l a d d i n g of ３１６L s t a i n l e s s s t e e lw e r e s i m u l a t e du n d e r t h e c o n d i t i o n s o f p r e h e a t i ng (２２~９００ħ)b e f o r e c l a d d i n g,a n n e a Ｇl i n g t r e a t m e n t (２００~１０００ħ)a f t e r c l a d d i n g a n dc o m b i n e dh e a t t r e a t m e n tb e f o r ea n da f t e r c l a d d i n g．T h e r e s u l t s s h o wt h a t p r e h e a t i n g h a s t h e g r e a t e s t i n f l u e n c eo nt h e t e m p e r a t u r eo fm o l t e n p o o l ．T h e t e m p e r a t u r e o f t h em o l t e n p o o l i n c r e a s e sw i t ht h e i n c r e a s eo f t h e p r e h e a t i n g t e m p e r a t u r e ．A n n e a l i n gt r e a t m e n t h a s t h e b e s t e f f e c t o n i m p r o v i n g t h e r e s i d u a l s t r e s s o f l a s e r c l a d d i n g,a n d t h e r e s i d u a l s t r e s s i s r e d u c e db y a b o u t ５０％a t ８００ħ．C o m p a r a t i v e l y ,f o l l o w e db yp r e h e a t i n g a n da n n e a l i n g tr e a t m e n t ,t h e r e s i d u a l s t r e s s i s r e d u c e d b y a b o u t ３５％．I n a d d i t i o n ,p r e h e a t i n g t r e a t m e n tm a y a l s o e f f e c t i v e l y ad Ｇju s t t h e r e s i d u a l s t r e s s ,w i t ha r e d u c t i o no f ２０％a t ５００ħ．K e y wo r d s :３１６Ls t a i n l e s s s t e e l ;l a s e r c l a d d i n g ;h e a t t r e a t m e n t ;n u m e r i c a l s i m u l a t i o n ;r e s i d u a l s t r e s s收稿日期:２０２３０９２５基金项目:国家自然科学基金(５２２７５４９５);泰山产业领军人才工程专项经费(t s c x ２０２３０６０１５)０㊀引言激光熔覆(l a s e r c l a d d i n g)是一种表面改性技术,采用高能激光束对熔覆层和基体同时加热,使熔覆层材料与部分基体共同熔化并快速冷却,从而在基材表面获得良好冶金结合的优质涂层.激光熔覆具有冷却快㊁涂层稀释率低㊁变形小㊁易实现自动化等优点,可显著改善基体表面耐磨㊁耐蚀及抗氧化等特性,因而得到广泛应用[１Ｇ４].残余应力是影响激光熔覆成形质量最重要的因素之一,熔覆层裂纹㊁耐磨损性㊁抗腐蚀性等都和残余应力分布密切相关.WA N G 等[５]通过减小涂层中的残余应力,避免了硬面涂层中的裂纹产生;张天刚等[６]的研究表明,涂层中应力集中的区域出现裂纹的几率较大;Z H U 等[７]和郭华锋等[８]发现,一定的残余压应力有利于涂层耐磨性的提高;C R U Z 等[９]通过研究发现,压应力抑制了S L M ３１６L 不锈钢的薄膜生长,降低了再钝化动力学,提高了６６６３１６L不锈钢的抗点蚀性.因此,对残余应力的分布和调控进行研究,消除或改善应力分布情况,对提高熔覆层的性能具有非常重要的现实意义.激光熔覆残余应力与激光熔覆工艺参数[１０]㊁扫描策略[１１]和后处理方法[１２]密切相关.目前,对激光熔覆残余应力的调控研究多是基于优化工艺参数的数值模拟研究.V U N D R U等[１３]利用A B A Q U S建立了C P M９V粉末在H１３工具钢表面激光熔覆的热力耦合模型,对残余应力进行分析后确定了减小拉应力的最佳熔覆工艺参数.王丽芳等[１４]利用A N S Y S建立了单层熔覆模型,探究了工艺参数对熔覆层残余应力的影响规律,结果表明,扫描速度及激光功率对残余应力的影响最大.M E N G等[１５]建立了顺序耦合模型,在不同工艺参数和扫描策略下实现对I n c o n e l７１８合金激光增材制造中温度场和应力场的模拟,结果表明,较小的激光功率㊁较大的扫描速度以及合理的扫描策略可有效避免熔覆中的应力集中.此外,一些学者还对预热条件下的激光熔覆进行了数值模拟.古昭昭[１６]对同轴送粉激光熔覆的温度场及应力场进行了模拟,研究表明,预热可明显改善残余应力分布.赵元[１７]开展了曲率叶片激光熔覆修复的数值模拟研究,结果表明,基体预热温度从２２０ħ提高到４２０ħ时,变曲率叶片熔覆层的两类应力皆呈下降趋势.蔡春波等[１８]利用S Y S W E L D建立了三维有限元模型,对不同预热温度下激光熔覆铁基涂层的过程进行了数值模拟,分析不同预热温度下温度场和组织转变的变化规律,研究冷却速度和组织转变对残余应力场的影响.尽管一些学者已经利用数值模拟的方法对激光熔覆残余应力的调控进行了研究,但大多是通过优化工艺参数或预热处理来调控残余应力,关于通过熔覆后热处理及熔覆前后协同热处理工艺来调控残余应力的数值模拟缺乏研究.基于此,本文建立了三维热弹塑性模型,通过热力耦合数值模拟,对不同热处理工艺对激光熔覆温度场㊁应力场的影响规律进行研究.通过对比熔覆前预热处理㊁熔覆后退火处理及熔覆前后协同热处理工艺对激光熔覆残余应力的影响,探索调控激光熔覆残余应力的最优热处理工艺.１㊀有限元建模与实验方法１．１㊀激光熔覆有限元模型的建立激光熔覆过程中,在高能激光束的照射下,光斑区域及其周围的基材被迅速加热形成熔池并产生弹塑性变形,熔池与周围基材产生极大的温度梯度,由于材料在不同温度下热膨胀系数㊁弹性模量㊁屈服强度等力学性能存在差异,温度梯度导致不均匀的膨胀收缩,故而产生热应力.利用A N S Y S软件对激光熔覆温度场和应力场进行数值模拟时,由于温度场对应力场有很大影响,而应力场对温度场的影响很小[１９],因此建立了顺序热力耦合模型.先利用A P D L命令流对模型施加高斯热源,对温度场进行计算,获得节点温度数据,然后利用A N S Y S软件中的单元转换功能将模型中的热单元转换为结构单元,并设定相应的结构边界条件,将温度场节点数据加载到模型之中,由此得到激光熔覆应力场的有限元模型,进一步进行应力场的计算,得到激光熔覆残余应力场的分布.１．１．１㊀几何建模及网格划分单道单层激光熔覆有限元模型如图１所示,基体尺寸为４０mmˑ３０mmˑ８mm,熔覆层尺寸为３０mmˑ２mmˑ０．５mm.熔覆区域温度变化剧烈,温度梯度及应力较大,为确保计算结果,模型采用六面体梯度网格,即越靠近熔覆层,网格越密集,如图１所示,模型的单元和节点总数分别为１４５２０和６６３７３.模型自由度约束采用三点固定图１㊀有限元模型㊁分析路径及分析节点示意图F i g．１㊀S c h e m a t i c d i a g r a mo f f i n i t e e l e m e n tm o d e l,a n a l y s i s p a t h s a n da n a l y s i s n o d e s７６６热处理工艺对激光熔覆３１６L温度场与应力场的影响规律李燕乐㊀潘忠涛㊀戚小霞等法,对A点施加X㊁Y㊁Z方向约束,B点施加X㊁Y 方向约束,C点施加Z方向约束.为进一步分析模型温度场与应力场的空间分布规律,在模型上设置了不同的分析节点和分析路径.如图１所示,于熔覆层与基体的连接处沿激光扫描方向设置X１(０．０１,０,０)㊁X２(０．０２,０,０)㊁X３(０．０３,０,０)共３个节点;于基体上表面沿横向设置Y１(０．０２,０,０)㊁Y２(０．０２,－０．００１,０)㊁Y３(０．０２,－０．００５,０)共３个节点;熔覆中部沿厚度方向设置Z１(０．０２,０,０．０００５)㊁Z２(０．０２,０,０．０００２５)㊁Z３(０．０２,０,０)㊁Z４(０．０２,０,－０．０００２５)㊁Z５(０．０２,０,－０．０００５)共５个节点.为研究不同位置的残余应力分布情况,设置了４条路径,如图１所示.由于熔覆层沿激光扫描方向会形成较大的纵向残余应力,因此路径１与路径２均沿激光扫描方向设置.路径１设置在熔覆层与基体结合处,这是因为熔覆层和基体采用的是不同的材料,其弹性模量㊁热膨胀系数等材料特性存在差异,容易发生应力集中.路径２设置在熔覆层上表面,目的是研究熔覆层表面处的应力分布.由于垂直于激光扫描方向的温度梯度最大,产生的热应力也相应很大,因此沿横向设置的路径３与沿厚度方向设置的路径４均垂直于激光扫描方向.由于熔覆层与基体的结合处容易发生应力集中,增大了裂纹生成的可能性,因此所选路径主要设在此处,可以很好地反映整个模型的应力分布特点[１５,２０Ｇ２１].根据文献[２２Ｇ２３],结合J m a t p r o材料模拟软件,获得了基体４５钢和熔覆材料３１６L随温度变化的材料热物性参数,如图２所示.１．１．２㊀移动热源加载由于激光热源具有一定的穿透深度[２０,２４],故激光熔覆模拟中采用高斯分布的体热源模型[２５Ｇ２７],该模型可以很好地描述激光热功率密度沿高度方向衰减的空间分布特点,表达式为[２４,２８]Q＝６ηPππR３e x p(－３r２R２)(１)r２＝(x－x０－v t)２＋(y－y０)２＋(z－z０)２(２)式中,Q为热流密度;η为激光吸收率,一般取０．２５~０．６[２１,２８Ｇ２９],本文取０．４５;P为激光功率;R为光斑半径;r 为空间内任意一点至光斑中心的距离;x０㊁y０㊁z０为激光扫描的起始坐标;v为激光的移动速度;t为时间.在激光熔覆过程温度场的计算中,通过有限元模型的热对流模块和热辐射模块在模型表面施加热对流和热辐射,对流传热系数为１０W/(m２ K),接近自然对流,辐射率为０．４.１．１．３㊀热处理工艺参数激光熔覆数值模拟的基本工艺参数为:激光(a)４５钢(b)３１６L图２㊀材料热物性参数F i g．２㊀M a t e r i a l t h e r m o p h y s i c a l p a r a m e t e r s功率１２００W,扫描速度５mm/s,热源半径１．５mm.热处理的工艺参数由热处理方式㊁预热温度㊁退火温度３个因素组成,如表１所示,本文共进行了９组预热处理㊁５组退火处理以及２组协同处理工艺条件下的激光熔覆数值模拟.表１㊀热处理工艺参数T a b．１㊀H e a t t r e a t m e n t p r o c e s s p a r a m e t e r编号热处理方式预热温度(ħ)退火温度(ħ)１无２预热１００３预热２００４预热３００５预热４００６预热５００７预热６００８预热７００９预热８００１０预热９００１１退火２００１２退火４００１３退火６００１４退火８００１５退火１０００１６协同４００８００１７协同５００８００１．２㊀激光熔覆实验方法为了验证有限元模型的有效性,利用与数值８６６中国机械工程第３５卷第４期２０２４年４月模拟相同的工艺参数(激光功率１２００W ,扫描速度５mm /s ,热源半径１．５mm )进行熔覆实验,将仿真温度场横截面和实验熔池形貌尺寸进行对比.实验采用同轴送粉激光熔覆设备,实验原理如图３所示.基体选用尺寸为４０m m ˑ３０m m ˑ８mm 的４５钢板,其化学成分如表２所示,熔覆层选用３１６L 不锈钢粉末,粒径４５~１０６μm ,化学成分如表２所示.熔覆前对基体表面进行砂纸打磨后用酒精和丙酮去除油污,再与粉末一并烘干处理,熔覆完成后,用电火花线切割机将试样切割为５mm ˑ５mm ˑ８mm 的样块,对熔覆层截面进行研磨和抛光,抛光后的样块用无水乙醇洗净并吹干后放入配置好的氯化铁金相腐蚀液(９５m L 浓盐酸＋３m L 过氧化氢＋７．５g 三氯化铁),腐蚀液完全浸湿样块,腐蚀表面５~１０s 后用无水乙醇对腐蚀后的样块表面进行冲洗,然后用金相显微镜观察涂层的截面形貌.图３㊀激光熔覆技术原理示意图F i g ．３㊀S c h e m a t i c d i a g r a mo f l a s e r c l a d d i n g t e c h n o l o g y表２㊀４５钢和３１６L 不锈钢的化学成分(质量分数)T a b ．２㊀C h e m i c a l c o m po s i t i o no f ４５s t e e l a n d ３１６Ls t a i n l e s s s t e e l (m a s s f r a c t i o n )％材料w (C )w (S i)w (M n)w (P )w (S)w (C r )w (N i )w (M o )w (F e)４５钢０．４２~０．５０．１７~０．３７０．５~０．８ɤ０．０３５ɤ０．０３５ɤ０．２５ɤ０．２５其余３１６Lɤ０．０３ɤ１．０ɤ２．０ɤ０．０３５ɤ０．０３１６~１８１２~１５２~３其余２㊀结果与讨论２．１㊀温度场分布２．１．１㊀模型验证图４所示为数值模拟得到的未进行热处理时单道激光熔覆在３s 时刻的温度场.激光照射位置形成椭球形熔池,等温线在沿激光扫描方向较为密集,在凝固方向上逐渐稀疏,随着热源在X 轴方向上不断移动,熔池不断向前推移.４５钢与３１６L 的熔点分别为１４５０ħ和１３７０ħ,熔池的温度高于基体与熔覆层的熔点,因此二者可以达到冶金结合.图４㊀单道熔覆温度场分布F i g ．４㊀T e m p e r a t u r e f i e l dd i s t r i b u t i o no f a s i n g l e Ｇpa s s c l a d d i n g L a ye r 图５所示为仿真温度场横截面和实验获得的熔池横截面,熔覆层横截面可划分为熔覆区(C Z )㊁基体熔化区(M Z )㊁热影响区(H A Z )和基体(S Z )[３０Ｇ３１].图５a 所示为试件横截面的金相组织,在金相显微镜下测得熔覆区高度H ＝０．４６mm ,基体熔化区高度h ＝０．６４mm ,熔池高度H １＝１．１mm ,熔池宽度W １＝２．３mm ,热影响区宽度W H A Z １＝２．９３mm .图５b 所示为模型横截面温度场,温度高于１４５０ħ的部分形成熔池,温度９００~１４５０ħ的部分为热影响区,提取截面上的熔池尺寸轮廓线可得模型熔池高度H ２＝１．２m m ,熔池宽度W ２＝２．２m m ,热影响区宽度W H A Z ２＝２．９m m .模拟与实验所得熔池的尺寸吻合较好,验证了模型的准确性[１５,３０].实际熔覆过程中熔池存在流动性,因此实验熔池截面呈抛物线形,而模(a)试件横截面金相组织(b)模型横截面温度场(c)试件与模型横截面对比图５激光熔覆横截面对比F i g ．５㊀C o m p a r i s o nd i a gr a mo f c r o s s s e c t i o no f l a s e r c l a d d i n g９６６热处理工艺对激光熔覆３１６L 温度场与应力场的影响规律李燕乐㊀潘忠涛㊀戚小霞等拟时未考虑熔池的流动性[３２Ｇ３３],因此模拟熔池横截面形貌与实验熔池的抛物线形略有差别.另外,ME N G等[１５]在对I n c o n e l７１８合金激光增材制造中温度场和应力场的模拟中,将单道熔覆实验熔池的横截面与熔池横截面的模拟结果进行对比验证后,测试了熔覆层表面的残余应力,结果表明残余应力的模拟结果与实验结果的平均误差为７．２６％,最大误差为２１％.C H E N等[３３]在研究搭接率和扫描策略对选择性激光熔化残余应力的影响时,将熔池横截面的实验结果与模拟结果进行验证后,将模拟和实验中获得的残余应力进行了比较,模拟结果与实验数据具有相同的趋势,残余应力平均误差小于１０％,最大误差小于２０％.研究结果表明残余应力的模拟结果与实验结果吻合良好,说明经过熔池横截面验证后的模型残余应力模拟是可靠的,反映了该方法的准确性.２．１．２㊀熔覆过程温度分布图６a为熔覆层与基体连接处沿激光扫描方向３个节点(X１㊁X２㊁X３)的温度时间曲线.熔覆时熔池沿扫描方向不断移动,热源经过时温度迅速升高达到峰值,热源经过后温度迅速降低,表现为瞬态非线性变化曲线.X１㊁X２㊁X３节点的温度峰值分别为２６３３ħ㊁２６９５ħ㊁２７０３ħ,由于熔覆过程热量的累积导致后续节点的温度高于前面节点的温度.同时,由于熔覆速度较快,时间较短,热累积较小,不同节点的温度峰值差别不大.图６b为基体上表面沿横向的３个节点(Y１㊁Y２㊁Y３)的温度时间曲线.３s时热源中心到达Y１节点,Y１节点温度最高达到２６９５ħ,Y２㊁Y３节点的温度峰值逐渐减小,Y３节点的温度峰值在１５０ħ以下,说明此处激光的热影响作用已不太明显,与激光熔覆热影响区较小的特点相吻合.图６c为熔覆中部沿厚度方向的５个节点(Z１㊁Z２㊁Z３㊁Z４㊁Z５)的温度时间曲线.熔覆层上表面的Z１节点的温度最高,达到３２０６ħ,Z２㊁Z３㊁Z４㊁Z５节点温度峰值逐渐降低但都在１７５０ħ以上,可以达到冶金结合.这里分析了无热处理时熔覆过程中各节点温度随时间的变化,预热及退火热处理工艺下各节点熔覆过程中的温度变化趋势及分布特点与此相似,不再赘述.２．１．３㊀热处理工艺对温度的影响图７展示了预热处理５００ħ及退火８００ħ处理时扫描道中部熔池内部Z４节点的温度历程.无预热处理时,Z４节点温度受激光扫描后从室温２２ħ急剧上升,３s时达到峰值２２９０ħ,６s时熔(a)X 方向节点(b)Y 方向节点(c)Z方向节点图６㊀不同节点的温度曲线F i g．６㊀T e m p e r a t u r e c u r v e s o f d i f f e r e n t n o d es图７㊀Z４节点温度历程F i g．７㊀T e m p e r a t u r e h i s t o r y o f n o d e Z４覆完成,随后温度逐渐降低,自然冷却至３６００s时降至２４．９ħ.熔覆前进行５００ħ预热处理时,Z４节点温度受激光扫描后从５００ħ急剧上升,３s时达到峰值２７８８ħ,６s时熔覆完成,自然冷却至３６００s时降至４３ħ.熔覆后进行８００ħ退火处理时,Z４节点在３６００~２１６００s内温度保持８００ħ不变,２１６００s后开始进行自然冷却,２５２００s０７６中国机械工程第３５卷第４期２０２４年４月时(冷却１h)温度降至５１．５ħ.总体来看,熔覆完成前,由于持续的激光热量输入,温度下降速率较慢,６s时熔覆完成,由于不再有热量输入,温度骤降,随着与环境温差的减小,冷却速率又变得缓慢.另外,预热处理使Z４点温度峰值高于无预热的熔覆温度峰值,且冷却速率有所减缓,退火处理是熔覆后处理,因此对熔覆过程中的温度没有影响.此处只分析了５００ħ预热处理及８００ħ退火处理两种热处理工艺参数对Z４节点的温度历程的影响,其他温度的热处理工艺参数下该节点的温度虽略有差异,但温度历史趋势一致,不再赘述.２．２㊀应力场分析激光熔覆结束后冷却至室温的残余应力对熔覆层质量有重要影响,因此本节重点对激光熔覆残余应力进行分析,采用仿真模型的等效应力(v o n M i s e s应力)来评估[３４Ｇ３５].２．２．１㊀单道熔覆应力场分布图８所示为激光加热结束后,自然冷却至室温时刻的残余应力分布.对于等效应力,由图８a 可以看出,除了起始和末端熔覆层上表面的残余应力较小外,整个熔覆层存在很大的残余应力.对于X方向(纵向)应力,由图８b可知,熔覆层及其下方区域存较大的拉应力(６００M P a左右),再下方是应力较小的压应力区域,在激光加热结束冷却的过程中,由于熔覆层收缩受到周围基体的约束,导致在X方向上产生了较大的拉应力,下方由于平衡原理会产生压应力.对于Y方向(横向)应力,如图８c所示,熔覆层和基体结合位置及其附近存在拉应力(３６０MP a左右),下方为压应力.对于Z方向(厚度方向)应力,如图８d所示,由于熔覆层在厚度方向上成形高度较小,因此受到的收缩阻力较小,使得熔覆层在厚度方向的残余应力很小(小于１００M P a),同时在熔覆层下方实体存在较小的压应力.通过对比各方向残余应力可以发现,X方向应力明显大于Y方向和Z方向应力,即沿扫描方向残余应力最大,这是因为沿X方向(激光扫描方向)熔覆层塑性拉伸变形远大于其他两个方向,因此,单道熔覆的等效应力分布受到X方向应力的影响最大.图中部分区域的残余应力超过了材料的屈服强度,一方面是激光熔覆过程中极高的温度梯度导致了大残余应力;另一方面是因为模拟中材料发生理想弹塑性行为导致材料发生加工硬化,使得材料的屈服强度随塑性变形的增大而增大[２０,３６Ｇ３７].(a)等效应力(b)X 方向应力(c)Y方向应力(d)Z方向应力图８㊀冷却至室温时刻的残余应力分布F i g．８㊀R e s i d u a l s t r e s s d i s t r i b u t i o nw h e n c o o l e d t or o o mt e m p e r a t u r e图９为采集各条路径的v o nM i s e s应力(σv o n)得到的各路径残余应力分布曲线.图９a所示为路径１即沿激光扫描方向熔覆层与基体连接处的等效应力,由于熔覆层在冷却收缩时会受到周围实体的强烈约束,整个扫描道(５mm＜X＜３５mm)的残余应力达到５２０M P a左右且分布较为均匀.此外,路径１在熔覆起点与熔覆结束位置残余应力突然增大至５５０MP a,这是由于熔覆起点与终点处的温度场差异较大导致的应力差异.图９b所示为路径２即沿激光扫描方向熔覆层上表面的残余应力,熔覆层上表面残余应力整体小于连接处的残余应力,这是由于上表面没有基体约束,变形释放了部分应力.图９c所示为路径３即沿横向方向基体上表面的残余应力,在熔覆层及邻近区域(１３．５mm＜Y＜１６．５mm)存在较大的残余拉应力且在熔覆层和基体连接处(Y＝１３．５mm㊁Y＝１６．５mm)应力最大.如图９d所示,路径１７６热处理工艺对激光熔覆３１６L温度场与应力场的影响规律李燕乐㊀潘忠涛㊀戚小霞等４即厚度方向上熔覆中部的残余应力呈现先减小后增大的趋势,一方面,基体底部因受到约束应力较大,另一方面随着距离熔覆层越来越近,热输入量越来越大,应力又呈现增大趋势.(a)路径１㊀(b)路径２(c)路径３㊀(d)路径４图９㊀各路径的残余应力F i g．９㊀T h e r e s i d u a l s t r e s s d i s t r i b u t i o no f d i f f e r e n t p a t h s㊀㊀通过分析发现,沿着扫描方向的路径１和路径２的残余应力分布较为均匀,但在开始和结束位置有应力突变,在横向,路径３的残余应力在熔覆层边界位置突然增大,厚度方向上路径４的残余应力主要集中在熔覆区域(距离基体底部８mm处).４条路径的最大残余应力均出现在熔覆层和基体的连接处,一是由于熔池冷却过程中体积收缩受到基体的约束,导致应力集中,二是由于熔覆层和基体材料的弹性模量㊁热膨胀系数等热物性存在差异导致的应力集中.因此,熔覆层与基体的连接处易发生开裂等缺陷.２．２．２㊀不同预热温度下的应力分布激光熔覆具有快热快冷的特点,熔池附近的温度梯度非常大,基体预热可保温缓冷,是减小残余应力㊁减少裂纹的有效的手段.通过数值模拟得到了不同预热条件下的残余应力分布,图１０为各路径在不同预热温度θ０下的残余应力曲线.如图１０a所示,在不同预热温度下,路径１即沿激光扫描方向熔覆层与基体连接处的残余应力相较于未预热熔覆均出现不同程度的减小.不预热或预热温度在１００~４００ħ时,路径１在熔覆末端位置(X＝３５mm)的残余应力最大;预热温度在５００~９００ħ时路径１上熔覆起始与末端位置的残余应力改善效果明显好于熔覆中段,熔覆末端的残余应力已不再是整个熔覆路径的最大应力,熔覆起始与末端位置的残余应力明显小于熔覆中段位置的残余应力,这有助于提高熔覆起始及末端位置的熔覆质量.如图１０b所示,预热后路径２即熔覆层上表面的残余应力变化不大.如图１０c 所示,预热后路径３即沿横向基体上表面的残余应力减小幅度也比较明显,预热温度２２~２００ħ时,残余应力呈现两侧突变高于中间,３００~６００２７６中国机械工程第３５卷第４期２０２４年４月ħ时,熔覆区域残余应力明显减小且分布趋于均衡,７００~９００ħ时,预热带来的过大热输入量导(a)路径１(b)路径２(c)路径３(d)路径４图１０㊀不同预热温度下各路径的残余应力F i g．１０㊀T h e r e s i d u a l s t r e s s d i s t r i b u t i o no f d i f f e r e n t p a t h s u n d e r d i f f e r e n t p r e h e a t e d t e m pe r a t u r e 致熔覆层与基体结合处中部残余应力出现突增.如图１０d 所示,从路径４即厚度方向上熔覆中部观察到,预热后基体残余应力明显减小且分布更加均衡.由不同预热温度下各路径的残余应力分布可见,预热处理减小了熔覆过程中熔覆层和基体间的温度梯度,从而减小了残余应力.以路径１为例,如图１１所示,预热５００ħ时残余应力(４７０M P a)比不预热时的残余应力(５７０P a )减小了约２０％.图１１㊀不同预热温度下路径１上的最大残余应力F i g．１１㊀M a x i m u mr e s i d u a l s t r e s s o n p a t h１u n d e r d i f f e r e n t p r e h e a t e d t e m pe r a t u r e ２．２．３㊀不同退火温度下的应力分布通过数值模拟得到了不同退火温度下各路径的残余应力分布,如图１２所示.由图１２a 可知,退火后路径１即沿激光扫描方向熔覆层与基体连接处的残余应力减小,其减小的幅度随着退火温度的增高而逐渐增大,其中退火温度在８００~１０００ħ时效果最好.由图１２b 可知,退火后路径２即熔覆层上表面的残余应力变化不大.由图１２c 可知,退火处理使路径３即沿横向方向基体上表面的残余应力减小,减小的幅度随着退火温度的增高而逐渐增大,退火温度在８００~１０００ħ时效果最好,残余应力可减小５０％左右.由图１２d 路径４即厚度方向上的熔覆中部位置观察到,退火后基体残余应力的改善效果要好于熔覆层,特别是退火温度８００~１０００ħ时,结合处残余应力由５００M P a 减小至２９０M P a.将不同退火温度下熔覆道中间节点Y １(０．０２,０,０)的残余应力进行对比,如图１３所示,８００ħ退火处理时残余应力约为２７５M P a ,比没有退火时Y １节点的最大值５３５M P a 减小了约５０％.与预热处理相比,退火处理属于熔覆后处理,热量输入不参与熔覆过程中的热力耦合,因此并不改变残余应力的分布趋势,但整体上减小了残余应力,且效果非常明显.退火温度８００ħ以上时,残余应力的改善作用与８００ħ时相差别不大,考虑到温度越高对设备要求越高,８００ħ可作为最佳的退火温度.２．２．４㊀协同热处理下的应力分布图１４为不同热处理工艺下各路径的残余应３７６热处理工艺对激光熔覆３１６L 温度场与应力场的影响规律李燕乐㊀潘忠涛㊀戚小霞等(a)路径１(b)路径２(c)路径３(d)路径４图１２㊀不同退火温度下各路径的残余应力F i g．１２㊀T h e r e s i d u a l s t r e s s d i s t r i b u t i o no f d i f f e r e n t p a t h su n d e r d i f f e r e n t a n n e a l e d t e m p e r a t u r e力曲线.由图１４a可知,预热退火协同热处理时,路径１即沿激光扫描方向熔覆层与基体连接图１３㊀不同退火温度下Y１节点上的残余应力F i g．１３㊀R e s i d u a l s t r e s s o f n o d e Y１u n d e rd i f fe r e n t a n n e a l i n g处的残余应力可减小３５％~４０％;由图１４b可见,协同热处理对路径２即沿激光扫描方向熔覆层上表面残余应力改善不明显;由图１４c可知,预热退火协同热处理使路径３即横向方向上基体上表面的残余应力减小４０％左右;由图１４d可知,协同热处理对基体及熔覆层与基体的连接处的残余应力改善效果要好于熔覆层.由不同热处理工艺下各路径残余应力分布可知,熔覆前预热处理㊁熔覆后退火处理㊁熔覆前后协同热处理对残余应力都有不同程度的改善,只进行熔覆后退火处理的残余应力最小,其次是熔覆前后协同处理,第三是只进行熔覆前预热处理.因为预热处理虽然会减小温度梯度,降低熔池冷却速度,一定程度上减小残余应力,但预热带来的热积累会增加热应力.因此激光熔覆残余应力调控的最优热处理工艺为熔覆后８００~１０００ħ退火处理,没有条件退火处理的,可进行５００ħ预热处理,确定熔覆后进行退火处理的,不需要预热处理.３㊀结论本文研究了不同热处理工艺对激光熔覆残余应力的调控作用,建立了热力耦合的三维热弹塑性模型,实现了熔覆前预热处理㊁熔覆后退火处理㊁熔覆前后协同热处理工艺条件下３１６L激光熔覆温度场和应力场的数值模拟,并采用多路径方法研究分析了不同热处理工艺对熔覆层温度和应力分布的影响.主要结论如下:(１)激光熔覆过程中熔池温度主要受工艺参数影响,热处理工艺并不影响熔覆过程的温度变化趋势,但熔覆层的温度峰值随预热温度的升高而升高,同时,预热处理能有效减慢冷却速率,冷却时间延长了０．５~１h.(２)熔覆前预热处理㊁熔覆后退火处理及熔覆４７６中国机械工程第３５卷第４期２０２４年４月。

激光熔覆技术研究现状及其发展

激光熔覆技术研究现状及其发展一、本文概述激光熔覆技术，作为一种先进的表面处理技术，近年来在材料科学、机械制造、航空航天等领域引起了广泛关注。

本文旨在全面综述激光熔覆技术的研究现状及其发展趋势，以期为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考。

文章首先将对激光熔覆技术的基本原理、特点及其应用领域进行简要介绍，然后重点分析当前激光熔覆技术的研究热点和难点，包括材料选择、工艺优化、性能评估等方面。

在此基础上，文章将探讨激光熔覆技术的发展趋势和未来展望，包括新材料、新工艺、新技术的应用以及环境友好型、智能化、高效化的发展趋势。

通过本文的综述，读者可以对激光熔覆技术的最新研究成果和发展动态有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的借鉴和指导。

二、激光熔覆技术的研究现状激光熔覆技术自问世以来，就凭借其独特的优势在材料科学与工程领域引起了广泛的关注和研究。

该技术以其高精度、高能量密度和快速加热冷却过程等特点，使得在材料表面实现高质量、高性能的熔覆层成为可能。

随着科技的不断发展，激光熔覆技术的研究现状呈现出以下几个主要特点。

在材料选择方面，激光熔覆技术已经不仅仅局限于金属材料的熔覆。

近年来，陶瓷、高分子材料甚至复合材料的激光熔覆也开始得到研究，这极大地扩展了激光熔覆技术的应用范围。

同时，对于金属材料的熔覆，也逐步实现了多元化，涵盖了铁基、镍基、钴基等多种合金材料。

在熔覆过程控制方面，研究者们通过引入数值模拟、智能控制等技术手段，实现了对激光熔覆过程更为精准的控制。

这包括对激光功率、扫描速度、送粉速度等关键参数的优化，以及对熔池温度、形貌的实时监控和调控。

这些技术的发展，使得激光熔覆的质量稳定性和重复性得到了显著提升。

再次，在熔覆层性能提升方面，研究者们通过设计合理的熔覆层结构和成分，实现了对熔覆层硬度、耐磨性、耐腐蚀性等多种性能的提升。

同时，还通过引入纳米颗粒、增强相等手段，进一步优化了熔覆层的显微组织和性能。

激光熔覆技术的研究现状与发展趋势

1 1 1 2
332005 ; 2. 西北工业大学
摘要 : 介绍了激光熔覆技术的特点、工艺 , 综述了目前制备激光熔覆涂层所采用的主要材料体系 , 分析了激光熔覆技术在工业中的应用 , 指出了激光熔覆存在的问题和今后努力的方向。关键词 : 激光熔覆 ; 研究现状; 应用中图分类号 : TG156. 99 文献标识码 : B 文章编号: 1673- 4971( 2009) 04- 0001- 05
第 30 卷第 4期 2009 年 8 月
热处理技术与装备 RECHU L I JISHU YU Z HUANGBE I
V o.l 30, N o . 4 Aug , 2009
表面改性
激光熔覆技术的研究现状与发展趋势
李养良 , 金海霞 , 白小波 , 席守谋
(1 . 九江学院机械与材料工程学院, 江西九江材料科学与工程学院, 陕西西安 710072)
[ 27, 28] [ 26] [ 25]
在 Ti6 Al 4 V 合金表面制备了生物陶
瓷复合涂层, 涂层中最高显微硬度值达到 1474 HV0. 3。邓迟等在 T i 6A l 4V 合金表面进行激光熔覆, 结果显示 : 稀土对涂层具有降低开裂倾向的作用。因此 , 在涂层原料中寻找适当比例的稀土可以有效降低涂层的裂纹敏感性。刘其斌等在 T i 6A l 4V 合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层。结果表明: 生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为 1300 HV 0. 2。 3 . 3 复合粉末复合粉末主要是指碳化物、氮化物、硼化物、氧化物及硅化物等各种高熔点硬质陶瓷材料与金属混合或复合而形成的粉末体系。它将金属的强韧性、良好的工艺性和陶瓷材料优异的耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化特性有机结合起来, 是目前激光熔覆技术领域研究发展的热点。朱庆军等

浅谈激光熔覆技术研究进展

浅谈激光熔覆技术研究进展一、本文概述激光熔覆技术，作为一种先进的表面工程技术，自其诞生以来，就因其在材料改性、表面强化和零件修复等方面的独特优势，受到了广泛的关注和研究。

该技术利用高能激光束将涂层材料快速熔化并与基材形成冶金结合，从而实现对基材表面的强化和改性。

随着科学技术的不断发展，激光熔覆技术在基础理论、材料体系、工艺技术和应用领域等方面都取得了显著的进展。

本文旨在全面概述激光熔覆技术的研究进展，通过梳理国内外相关文献和研究成果，分析激光熔覆技术的最新发展动态和趋势。

文章将首先介绍激光熔覆技术的基本原理和特点，然后重点讨论激光熔覆材料的研究现状，包括涂层材料的种类、性能要求及制备方法。

接着，文章将探讨激光熔覆工艺技术的优化与创新，包括激光参数、送粉方式、预热处理等因素对熔覆层质量的影响。

文章将展望激光熔覆技术在不同领域的应用前景，尤其是在航空航天、汽车制造、生物医学等领域的应用潜力。

通过本文的阐述，希望能够为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考，推动激光熔覆技术的进一步发展和应用。

二、激光熔覆技术原理及特点激光熔覆技术是一种先进的表面工程技术，它利用高能激光束对基材表面进行快速加热，使预置的涂层材料在基材表面熔化并与基材形成冶金结合。

这种技术结合了激光技术和冶金技术的优点，能够在短时间内实现材料的快速熔化和凝固，从而改善基材的表面性能。

激光熔覆技术的原理主要包括激光与物质的相互作用、涂层材料的熔化和铺展、以及熔池的形成与凝固等过程。

在激光束的作用下，涂层材料迅速熔化，并与基材表面形成熔池。

随着激光束的移动，熔池逐渐铺展并填充基材表面的缺陷和不平整处。

随后，熔池迅速冷却并凝固，形成与基材牢固结合的涂层。

激光熔覆技术具有许多显著的特点。

激光束的能量密度高，加热速度快，能够实现涂层材料的快速熔化和凝固，减少热影响区和热变形。

激光熔覆技术能够实现精确控制，通过调整激光功率、扫描速度和涂层材料的成分等参数，可以制备出具有不同性能和功能的涂层。

激光熔覆技术制备镍基合金涂层的研究进展

135管理及其他M anagement and other激光熔覆技术制备镍基合金涂层的研究进展张勇1，王涛1，李冰冰2，雷刚2，王坤2（1.国家能源费县发电有限公司，山东临沂 273425；2.烟台龙源电力技术股份有限公司，山东烟台 264006）摘要：激光熔覆技术是一种以不同的填料方式在被涂覆基体的表面进行涂层材料的新放置方式，在快速凝固之后，形成稀释度极低的表面涂层。

这样的表面涂层能够有效结合冶金技术，并且能够对基体材料表面的耐磨、耐腐蚀、耐热、抗氧化等性能进行提升，镍基合金粉末的耐腐蚀性很好，应用极为广泛，作为主要涂层之一，其组分较容易清晰分辨，镍基合金粉末被熔覆在不锈钢上作为涂层，或者被熔覆在低碳钢基体上，呈现出致密的涂层特质，宏观形貌排列样式良好。

本文试图对激光熔覆技术制备镍基合金涂加以研究，从而能够对这种重要技术的发展加以说明，给予研究，对相关领域内的同行提供参考。

关键词：激光；熔覆技术；镍基合金涂层；创新研究中图分类号：TG174.4 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）21-0135-2收稿日期：2021-10作者简介：张勇，男，生于1978年，山东泰安人，本科，高级工程师，研究方向：大型火力发电机组运行与节能优化。

激光熔覆的激光器主要有CO 2激光器和固体激光器，主要包括碟片激光器、光纤激光器和二极管激光器，由于老式灯泵浦激光器光电转换效率低、维护烦琐等问题，逐渐淡出了市场。

关于CO 2激光连续熔覆，国内外学者对此课题很感兴趣，通过大量研究，高能固体激光器的发展速度越来越快，被用于对有色合金进行表面改性。

根据送粉工艺的不同，激光熔覆可以分为两类：粉末预熔法和同步送粉法。

两者效果相似，同步送粉方式易于实现自动控制，激光能量吸收率高。

镍基合金粉末的耐腐蚀涂层和制备方法具有独特性，所以在探究这种更加适合激光熔覆技术的镍基合金粉末材料特性时，要考虑耐高温浓硫酸腐蚀能力，利用激光熔覆技术，使用镍基合金粉末，采用相应的耐腐蚀涂层进行制备，能够有效解决镍基合金粉末形状不稳定等问题。

激光熔覆高熵合金涂层的研究进展

激光熔覆高熵合金涂层的研究进展激光熔覆高熵合金涂层是一种应用于材料表面改性工艺中的新型技术。

高熵合金是指由五种或更多元素构成的合金，具有优异的力学性能和化学稳定性。

激光熔覆是一种通过高能量密度激光束将粉末材料瞬间熔化并喷射到基体表面形成涂层的过程。

本文将对近年来激光熔覆高熵合金涂层的研究进展进行探讨。

近年来，激光熔覆高熵合金涂层的研究逐渐受到关注。

首先，研究人员通过调控激光功率、扫描速度和激光束偏转等参数，成功制备出了具有较好性能的高熵合金涂层。

例如，通过优化激光功率和扫描速度可以有效控制涂层的微观结构和组织形貌，提高涂层的致密性和界面结合力。

此外，通过使用激光束偏转技术，可以实现对涂层表面的复杂几何形状进行加工。

其次，研究人员还通过合金元素的选择和调节，进一步改善了高熵合金涂层的性能。

例如，增加合金元素含量可以提高涂层的硬度和耐磨性，而添加助剂元素则可以改善涂层的耐腐蚀性能。

此外，研究人员还尝试了不同组元比例的高熵合金涂层，并通过分析其相组成和组织结构，探索了合金元素对涂层性能的影响机制。

此外，研究人员还对激光熔覆高熵合金涂层的力学性能进行了深入研究。

通过压缩试验、拉伸试验和硬度测试等手段，研究人员评估了高熵合金涂层的力学性能。

研究结果表明，高熵合金涂层具有较高的硬度和优异的抗磨损性能，且其力学性能与传统合金涂层相比具有较大优势。

最后，研究人员还对激光熔覆高熵合金涂层的应用进行了拓展。

由于高熵合金涂层具有良好的耐磨、耐腐蚀和高温性能，可以应用于航空航天、汽车制造和能源领域等多个工业领域。

例如，在汽车发动机缸体上涂覆高熵合金涂层，可以提高其耐磨性和使用寿命。

在航空航天领域，高熵合金涂层可以应用于发动机涡轮叶片和航空发动机冷却片等高温部件。

因此，激光熔覆高熵合金涂层具有广阔的应用前景和市场潜力。

综上所述，激光熔覆高熵合金涂层的研究进展在材料表面改性领域具有重要意义。

通过合理地选择合金元素、优化加工参数和控制涂层结构，可以制备出具有优异性能的高熵合金涂层。

激光熔覆耐磨涂层的研究进展

Ｋｅｒｓ：ａｒｃａｄｎｗｅｒｒｓｓａｔｃａｄｎｃａｋｉｇｙｗｏｄｌｓｌｄｉｇ；ａ～ｅｉｔｎｌｄｉｇ；ｒｃｎｅ
激光熔覆技术兴起于２０世纪８０年代，是利用高能密它度的激光束在基材表面形成与基材相互熔合的、具有成分且与性能完全不同的合金覆层，而可以在低成本钢板上制成从高性能表面，替大量的高级合金以节约贵重、有金属材代稀料，降低能源消耗，到了国内外广泛熔覆耐磨涂层的研究进展
陈浩潘春旭潘邻陶锡麒３，，，（．武汉理工大学材料科学与工程学院，汉４０６；．武汉大学物理科学与技术学院１武３０３２
ｃｕｅｏｒｃｉｇｉｌｄｉｇｐｏｅｓｗａｉｌｎｌｚｄ．ｅｃｒｅｔｓｕｉｓａｅｃｎｅｔａｅｎｌｓｒｐｏｅｉｇａｓｆｃａｋｎｎｃａｄｎｒｃｓｓｍａｎｙａａｙｅＴｈｕｒｎｔｄｅｒｏｃｎｒｔｄｏｅｒｃｓｎａｐｒｍｅｅｓＭｅｎｈｌ，ｈｒｒｅｅｔｄｅｎｐａｅｔａｓｏｍａｉｎｔｅｏｙａｉｓｋｉｅｉｓｄｆｕｉｎｐｏａａｔｒ．ａｗｉｔｅｅａｅｆｗｒｓｕｉｓｏｈｓｒｎｆｒｔｈｒｄｎｅｏｍｍｃ，ｎｔ，ｉｓｏｒ — ｃｆｃｓｉｇ，ｒｉｏｎａｙｂｈｖｏｎｉｒｓｒｃｕｅｏａｒｃａｄｎａｅ．ｏｔｅｃａｋｎｌｓｒｃａｄｎａ — ｅｓｎｇａｎｂｕｄｒｅａｉｒａｄｍｃｏｔｕｔｒｆｌｓｌｄｉｇｌｙｒＡｓｔｈｒｃｓｉａｅｌｄｉｇｌｙｅ

激光熔覆技术研究现状及展望

成彪
（青岛理工大学机械工程学院，山东青岛２６６０３３）
摘要：通过研究激光熔覆技术的现状，综述了激光表面熔覆的特点、工艺方法、材料体系以及当前存在的问题，并展
望其应用前景和未来的研究重点。关键词：激光熔覆；工艺方法；裂纹
激光熔覆技术是材料表面改性技术中的一种重要
料供应方法可分为合金同步法与合金前置法。
方法，它利用高能激光束（１０～１０Ｗ／ｃｍ），将具
有不同成分、性能的材料与基材表面快速熔化、扩展并迅速凝固，形成一层具有特殊物理、化学或力学性能的复合材料，从而获得基体所不具备的性能，如高硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及高温下的抗氧化性等，这种复合材料具备了熔覆材料和基体二者的优势，弥补了相互间的不足。采用该技术可使涂层与基体的结
影响区小，工件变形小；（２）激光能量密度可调，
在确保基材极低稀释率的同时，能够保证熔覆层和基体间呈良好的冶金结合；（３）激光熔覆时，加热、冷却速度快，熔覆层晶粒细小、结构致密，能够获得较高的硬度和良好的耐磨、耐腐蚀性能；（４）光斑照射区域可通过导光系统进行处理，可对工件局部或难加工部位进行选区熔覆；（５）适用范围广，理论
２．２合金前置法
合方式由常规热处理中的机械结合变为冶金结合，从而更能胜任摩擦、磨损条件较为苛刻的场合。１激光熔覆技术的优点
与各种常规表面处理技术，如涂料涂层、电镀、
堆焊和等离子喷涂等相比，激光熔覆技术具有以下优点：（１）激光能量密度高，加热速度快，熔覆层热

激光熔覆涂层在高温耐磨领域的应用研究

激光熔覆涂层在高温耐磨领域的应用研究随着工业化进程的不断推进，人们对材料工程和表面工程的需求越来越高。

在许多领域，尤其是在高温、高负荷和强腐蚀环境下，耐磨性能是材料最重要的性能之一。

因此，在此环境中应用高性能的涂层材料是提高材料使用寿命、降低维护成本的重要手段之一。

近年来，激光熔覆涂层技术得到了广泛的应用和研究。

相较于传统的机械加工、涂覆、烧结等方法，激光熔覆涂层具有独特的优势。

正是这些优势，使得激光熔覆涂层在涂层领域的应用范围越来越广泛，并在高温耐磨领域中取得了很好的效果。

一、激光熔覆涂层技术的特点激光熔覆涂层是利用激光束将一种或多种材料熔化喷到基体表面，然后快速冷却形成涂层的一种表面处理技术。

相对于其他表面处理技术，激光熔覆涂层有以下的显著特点：1.高精度：激光束可以集中到很小的范围，几乎可以对任何形状的工件进行精准的加工和涂层。

2.快速加工：激光束熔化工件表面并形成涂层，加工速度快，节能省时。

3.高质量：激光熔覆技术不会产生氧化物和非晶质相，涂层与基体结合紧密，质量高。

4.可选择性：可以根据材料属性和工件的要求选择涂层材料，具有很强的选择性。

二、激光熔覆涂层在高温耐磨领域的应用在高温耐磨领域，要求涂层的抗磨性能能够达到很高的标准。

一方面，涂层需要具有很高的硬度和抗磨损性能；另一方面，涂层还需要具有很好的高温稳定性和抗热膨胀性能。

激光熔覆涂层由于具有高精度、高质量和可选择性等优点，已经在高温耐磨领域中占有很大的比例。

1.高温合金涂层在航空航天、电子电器、化工等领域中，高温合金涂层的应用非常广泛。

以钨系合金、铬系合金、钽系合金、铬钨系合金等为主体，可以覆盖在不同种类的底材上，如钢、铜、铝、镍、铅等。

此类涂层能够在高温下保持其热力学和耐磨性能，具有很好的使用寿命。

2.碳化物涂层碳化物涂层是一种含碳的材料，具有很高的硬度和热稳定性能，常用于刀具、模具、轴承等高强度工件的涂层。

激光熔覆碳化物涂层的工艺可以保证涂层与基体结合牢固，在高温和重载的条件下也能够表现出良好的性能。

210984076_热处理对激光熔化沉积18Ni300_马氏体时效钢微观组织和力学性能的影响

表面技术第52卷第3期热处理对激光熔化沉积18Ni300马氏体时效钢微观组织和力学性能的影响郑步云a，陈鑫a，雷剑波b，王天琪a（天津工业大学 a.机械工程学院 b.激光技术研究所，天津 300387）摘要：目的提高18Ni300马氏体时效钢在工业应用中的力学性能，研究不同热处理对激光熔覆制备18Ni300合金的影响。

方法采用固溶处理（840 ℃/1 h）和固溶处理（840 ℃/1 h）+时效处理（490 ℃/6 h）2种热处理方法，利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉伸试验机对激光熔化沉积（LMD）制备18Ni300合金的微观组织、力学性能进行研究，根据不同处理方法下的拉伸断口形貌、性能表征及元素偏析行为，分析热处理对力学性能的影响。

结果经固溶处理后，熔池边界消失，在高温保温过程中杂质相与合金元素充分溶解在奥氏体中，冷却后形成了均匀的马氏体组织，与沉积态相比，抗拉强度由662.1 MPa变为611.5 MPa，降低了约7.64%，伸长率由12.328%变为13.832%，提升了约12.20%；经固溶+时效处理后枝晶形貌基本消失，各元素分布均匀，并在基体中弥散分布着Ni3Mo、Ni3Ti型第二相沉淀，抗拉强度达到1 404.6 MPa，提升了约112.14%，伸长率为7.80%，降低了约36.72%，在断口中观察到亚微米级第二相沉淀呈球状或颗粒状，并大量分布于枝晶间。

结论沉积态18Ni300合金主要由马氏体和少量奥氏体组成，致密度良好，拉伸性能表现为强度较低但塑性良好；经固溶处理后，物相均由马氏体组成，元素分布均匀，抗拉强度略微下降，塑性提升；固溶+时效处理对合金起到了弥散强化的作用，抗拉强度大幅提升，塑性显著减弱。

在热处理前后试样的断裂机制均属于韧性断裂，第二相弥散强化为热处理后合金力学性能提升的主要原因。

关键词：激光熔化沉积；马氏体时效钢；热处理；微观组织；力学性能中图分类号：TN249文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)03-0388-11DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.03.037Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of 18Ni300 Maraging Steel Prepared by Laser Melting DepositionZHENG Bu-yun a, CHEN Xin a, LEI Jian-bo b, WANG Tian-qi a(a. School of Mechanical Engineering, b. Institute of Laser Technology, Tiangong University, Tianjin 300387, China)收稿日期：2022–02–11；修订日期：2022–04–22Received：2022-02-11；Revised：2022-04-22基金项目：国家重点研发计划（2018YFB0407302）；国家自然科学基金（61772365）；天津市关键技术研发计划（19YFZCGX00870）；天津市科技攻关项目（20YDTPJC00780）Fund：National Key R&D Program of China (2018YFB0407302); National Natural Science Foundation of China (61772365); Key Technologies R&D Program of Tianjin (19YFZCGX00870); Tianjin Science and Technology Project (20YDTPJC00780)作者简介：郑步云（1997—），男，硕士，主要研究方向为激光熔覆增材制造。

《激光熔覆钴合金涂层及高温摩擦学性能研究》范文

《激光熔覆钴合金涂层及高温摩擦学性能研究》篇一一、引言随着现代工业技术的快速发展，材料表面的性能改善成为了关键的技术之一。

激光熔覆技术以其高精度、低变形和优异的涂层性能在材料表面处理中得到了广泛的应用。

钴合金作为一种重要的金属材料，具有优良的物理和化学性能，在高温、高负荷的摩擦环境中表现出色。

因此，对激光熔覆钴合金涂层及其高温摩擦学性能的研究，对于提高材料的使用寿命和性能具有重要意义。

二、激光熔覆钴合金涂层的制备激光熔覆技术是一种通过高能激光束将预置的合金粉末与基体表面快速熔化并凝固，从而在基体表面形成一层具有特定性能的涂层的技术。

钴合金因其良好的高温性能和优异的机械性能，被广泛用于制备高耐磨、耐高温的涂层。

在制备过程中，首先需要选择合适的基体材料和钴合金粉末。

基体材料的选择应考虑到其与涂层的结合强度以及基体本身的性能。

钴合金粉末的选择则应考虑到其成分、粒度以及与基体的相容性等因素。

然后，通过预置法或同步送粉法将钴合金粉末置于基体表面，利用高能激光束进行熔覆。

在熔覆过程中，需要控制激光的功率、扫描速度、光斑直径等参数，以保证涂层的均匀性和致密度。

三、高温摩擦学性能研究高温摩擦学性能是评估涂层性能的重要指标之一。

通过模拟实际工作环境中涂层所受到的摩擦、磨损条件，对涂层进行高温摩擦试验，可以评估其在实际应用中的耐磨损和抗摩擦能力。

在高温摩擦试验中，需要控制温度、载荷、滑动速度等参数，以模拟实际工作环境中的条件。

通过观察和分析试验后的涂层表面形貌、磨损量等指标，可以评估涂层的高温摩擦学性能。

此外，还可以利用扫描电镜、能谱分析等手段对涂层的微观结构、成分分布等进行深入研究，以揭示其高温摩擦学性能的机理。

四、结果与讨论通过激光熔覆技术制备的钴合金涂层具有优良的高温摩擦学性能。

在高温、高负荷的摩擦环境中，涂层表现出良好的耐磨性和抗摩擦能力。

这主要归因于钴合金涂层的高硬度、良好的韧性以及与基体之间的良好结合强度。

激光熔覆技术研究进展

激光熔覆技术的研究进展摘要：激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，具有广泛的应用领域。

本文综述了国内外激光熔覆技术的研究进展，重点介绍了激光熔覆工艺方法、激光熔覆材料及激光熔覆层的性能，最后对激光熔覆技术的发展趋势做了展望。

关键词：激光熔覆；熔覆材料；涂层性能Developments of laser cladding technology (School of Materials Science and Engineering, Shandong Architecture University, Jinan 250101) Abstract: Laser cladding is an advanced surface modification technique, which has a broad prospect of applications. The development of laser cladding technique weresummarized in China and abroad. The usual laser cladding materials, the lasercladding process and the properties of laser cladding coating were mainly introduced.Finally, the development tendency of Laser cladding was forecast.Keywords: laser cladding; cladding materials; coating properties0 前言激光熔覆，就是以激光作为热源，用不同的添料方式在被熔覆的基体上放置所选择的涂层材料，经过激光照射使之与基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低、与基体材料形成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化能力及电气特性的工艺方法[1]。

激光熔覆高熵合金涂层的研究进展

激光熔覆高熵合金涂层的研究进展
摘要：激光熔覆是一种常用的表面改性技术，可以在材料表面形成高硬度、耐磨损的涂层。

近年来，激光熔覆高熵合金涂层的研究得到了广泛关注。

本文从激光熔覆的原理、高熵合金的特性以及研究进展等方面综述了激光熔覆高熵合金涂层的最新研究进展，对于该领域的研究具有重要的参考价值。

1.引言
-激光熔覆技术概述
-高熵合金简介
-激光熔覆高熵合金涂层的研究背景和意义
2.激光熔覆高熵合金涂层的制备方法
-激光熔覆工艺参数的选择
-高熵合金粉末的选择和预处理
-激光熔覆高熵合金涂层的制备过程
3.激光熔覆高熵合金涂层的微观结构与性能
-显微组织表征
-显微硬度测试
-摩擦磨损性能测试
-腐蚀性能测试
4.激光熔覆高熵合金涂层研究的影响因素
-激光功率与扫描速度
-粉末粒径与成分
-基底材料的影响
-预处理技术对涂层性能的影响
5.激光熔覆高熵合金涂层在实际应用中的前景
-高温腐蚀防护
-摩擦磨损耐久性
-电子设备散热材料
6.激光熔覆高熵合金涂层的发展方向
-涂层微观结构的优化
-表面改性与复合涂层的研究
-量产技术与工业化应用的挑战
7.结论
以上是一份关于激光熔覆高熵合金涂层研究进展的1500字以上的文档。

文档包含了激光熔覆技术概述、高熵合金简介、制备方法、微观结构与性能、影响因素、实际应用前景以及未来发展方向等内容，对于读者了解该领域的研究现状和未来趋势具有参考价值。

激光熔覆技术研究进展

１１２·材料导报：综述篇２０１０年２月（上）第２４卷第２期激光熔覆技术研究进展。

袁庆龙，冯旭东，曹晶晶，苏志俊（河南理工大学材料科学与工程学院，焦作４５４０００）摘要首先从激光熔覆用设备与材料、熔覆层的性能以及工业应用等方面，综述了国内外激光熔覆技术的研究动态与进展。

其中，着重介绍了激光熔覆层的性能，如耐磨、耐蚀、耐高温等。

随后指出了激光熔覆技术目前存在的一些技术难题。

如熔覆层的开裂与剥落、工件的变形、不完整的熔覆层材料体系以及轻金属的熔覆质量等问题。

最后展望了激光熔覆技术的发展前景，并针对目前该技术存在的问题指明了今后的发展方向。

关键词激光熔覆工艺材料熔覆层性能发展现状前景展望ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＬａｓｅｒＣｌａｄｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＹＵＡＮＱｉｎｇｌｏｎｇ，ＦＥＮＧＸｕｄｏｎｇ，ＣＡＯＪｉｎｇｊｉｎｇ，ＳＵＺｈｉｊｕｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｍｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４０００）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｔｒｅｎｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｍａｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｅｓｐｅｃｉａｌ—ｌｙ，ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｌａｄｄｉｎｇｌａｙｅｒ，ｓｕｃｈｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄＳＯｏｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｎ，ａｎｕｍｂｅｒｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｅ菇ｓｔｅｄｉｎｔｈｅｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｏｉｎｔｅｄＯＵｔ，ｓｕｃｈｃｒａｃｋｉｎｇａｎｄｓｐａｌｌｉｎｇｏｆｃｌａｄｄｉｎｇｌａｙｅｒ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｃｌａｄｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｃｌａｄｄｉｎｇｌａｙｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｆｌｉｇｈｔｍｅｔａｌＬａｓｔｌｙ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｔｈｅｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｆｏｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅ）【ｉｓｔｅｄｉｎｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ，ｐｒｏｃｅｓｓ，ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｃｏａｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｌａｔｅｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｐｒｏｓｐｅｃｔ激光熔覆，是用激光束将已制备的合金粉末涂层熔化，成为熔覆层的主体合金，同时基体金属有一薄层熔化，与之构成冶金结合的一种表面处理技术［１］。

激光熔覆技术及应用现状

激光熔覆技术及应用现状激光熔覆技术是一种利用激光束对材料表面进行熔化，并在凝固过程中形成一层涂层的技术。

该技术具有高能量密度、局部熔化、快速冷却等特点，可实现对各种材料表面的修补、强化和改性。

目前，激光熔覆技术已经在诸多领域得到广泛应用。

在汽车制造和航空航天等领域，激光熔覆技术可用于修复和加固零部件表面。

例如，激光熔覆技术可以修复引擎零部件的磨损或损坏表面，延长其使用寿命。

此外，激光熔覆技术还可以在航空航天领域中用于修复和加固飞机发动机叶片、涡轮等关键部件，提高其耐磨性和抗腐蚀性能。

在能源领域，激光熔覆技术可用于制备太阳能电池板、燃料电池板等材料表面。

通过激光熔覆技术，可以在材料表面形成一层具有特殊光学、电化学性能的涂层，提高太阳能电池板等能源材料的转换效率和稳定性。

在冶金行业，激光熔覆技术可用于合金材料的表面改性。

激光熔覆技术可以通过熔化合金粉末，将其均匀覆盖在材料表面，从而提高材料的硬度、抗磨性和耐腐蚀性。

这在冶金行业中具有重要的应用价值。

在电子领域，激光熔覆技术可用于制备微观结构和电子器件。

通过激光熔覆技术，可以在材料表面形成具有特定形状和尺寸的微观结构，用于制备微型传感器、微型天线、微电子元件等。

在环境保护领域，激光熔覆技术可用于处理工业废物和污染物。

通过激光熔覆技术，可以在污染物表面形成一层抗腐蚀、抗氧化的涂层，从而减少或抑制污染物的释放和扩散，保护环境。

此外，激光熔覆技术还在船舶制造、电力设备维修、医疗器械制造等多个领域得到应用。

激光熔覆技术在这些领域的应用主要包括表面修复、功能性薄膜制备、材料强化等方面。

激光熔覆技术的应用现状在不断发展中。

随着激光熔覆设备和材料技术的不断改进，激光熔覆的成本逐渐降低，其应用范围也在不断扩大。

目前，激光熔覆技术已经成为先进制造业中的重要技术之一，为现代工业的发展提供了新的解决方案。

海洋工程材料激光熔覆表面改性研究现状及应用

海洋工程材料激光熔覆表面改性研究现状及应用海洋工程材料由于承受着极大的压力，正面临着复杂的挑战。

随着技术的发展和进步，越来越多的海洋工程材料改性技术被开发出来，最为重要的改性技术之一就是激光熔覆表面改性技术。

该技术的研究日益受到科技人员的重视，尤其在海洋工程材料的研究中，这一技术广泛应用于改善和优化材料特性。

激光熔覆表面改性技术是一种在海洋工程材料表面形成一层抗腐蚀、有限热屈服和抗腐蚀性能的加工技术。

它主要利用激光能量将熔融的金属或非金属熔覆件融入海洋工程材料表面，以达到一定的改性效果。

该技术对海洋工程材料的改性效果更加显著，主要包括表面强度改性、表面硬度改性、表面耐磨性改性以及表面耐腐蚀性改性等多种改性效果。

海洋工程材料的激光熔覆表面改性最常用的只有2种：一是金属熔覆，另一种是非金属熔覆。

金属熔覆有较好的表面硬度和耐磨性，其表面强度也可以达到比原始材料高得多的程度，而且其变形和缺陷尺寸也相对较小；非金属熔覆可以获得很好的耐腐蚀性，可以抵抗海洋环境。

激光熔覆表面改性技术在海洋工程材料的应用中的最典型的场景是将激光熔覆表面改性技术应用于船舶结构件的改性。

船舶结构件受到大量的振动和船舶快速运动的影响，结构可能会受到极大的损坏，激光熔覆表面改性技术可以有效提升结构件的耐久性和强度，同时也可以改善其表面耐腐蚀性。

此外，激光熔覆表面改性技术也可以应用于石油海洋工程材料，用于改善其表面特性，如耐腐蚀性、延性能、抗摩擦性和抗热震性能等，并且可以有效提高石油海洋工程材料的使用寿命。

随着建筑业的发展，海洋工程材料已经用于大量的建筑物，但由于外界环境因素，材料极易受到损坏和老化，这种情况使得海洋工程材料的改性技术变得尤为重要。

激光熔覆表面改性技术是一种很有效的改性技术，它可以有效地改善海洋工程材料的表面和内部性能，大大提高材料的使用寿命。

因此，该技术受到越来越多科学家的重视，并受到了广泛的应用，以满足海洋工程材料中复杂的挑战。

海洋工程材料激光熔覆表面改性研究现状及应用

海洋工程材料激光熔覆表面改性研究现状及应用本文主要针对海洋工程材料激光熔覆表面改性研究现状及应用进行研究，从导论和概况阶段开始，研究了激光表面改性原理、激光熔覆和材料选择，以及实验结果分析和结论提出。

从实验结果来看，激光熔覆可以有效改善海洋工程材料的物理性能，改善材料的耐腐蚀性、耐磨性及其他力学性能，为海洋工程的发展和运用提供有效的技术支持。

【Introduction】海洋工程材料激光熔覆是近年来发展起来的一项技术，它把一些特定的材料熔融在工程材料表面，从而改善材料的耐腐蚀性、耐磨性及其他力学性能，广泛应用于海洋船舶、油田设备及桥梁等工程建设中。

目前，随着激光熔覆技术的发展，使得激光对工程材料的表面改性具有更加有效的改性能力，成为海洋工程材料表面改性的重要手段。

【Principle and Application of Laser Surface Modification】激光表面改性的原理很简单，即利用高能激光束照射激光熔覆处理表面，聚焦在表面材料上，形成特定的温度场和熔池，从而使表面材料形成熔融混合物，在液态状态下，使表面发生变形，形成新的表面结构，从而改变表面的物理性质，并形成一层保护膜和涂层，有效改善海洋工程材料的耐腐蚀性、耐磨性和其他力学性能。

激光熔覆是一种喷射材料，具有适应性强、改性效果好等特点。

它通过激光束照射载体材料，将熔池体内的金属熔融溶解，再将该溶液投射到改性材料上，使改性介质与载体物质形成熔接结合，从而改变海洋工程材料的物理性能。

【Analysis of Experimental Results】实验结果表明，激光熔覆可以有效提高海洋工程材料的表面光滑度和耐腐蚀性，同时显著提高材料的耐磨性和抗疲劳强度。

此外，激光熔覆还能改变材料的结构，从而形成新的表面结构，提高材料的抗冲击力和抗腐蚀性。

同时，激光熔覆还可以使材料的表面显得更加光滑和美观，从而改善海洋工程材料的外观，同时还能改善其他力学性能。