Revestimento a laser com liga de cobre CuAl10
Efeito da adição de Ni na microestrutura e nas propriedades de
Revestimento a laser com liga de cobre CuAl10
Nos setores de engenharia naval, equipamentos químicos etc., as ligas de cobre são amplamente utilizadas devido à sua excelente condutividade térmica e resistência à corrosão; no entanto, sua dureza superficial e resistência ao desgaste insuficientes costumam limitar sua vida útil. O projeto da composição das ligas de cobre para revestimento a laser pode melhorar o desempenho por meio da modificação da superfície.
Estudos recentes demonstraram que a adição de níquel (Ni) pode otimizar o revestimento por revestimento a laser da liga de cobre CuAl10. Sua microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à corrosão podem ser significativamente melhoradas. Este artigo analisará em profundidade o mecanismo de otimização por meio da adição de níquel (Ni).
Evolução da microestrutura do revestimento de CuAl10 após a adição de Ni
| Microestrutura do revestimento de revestimento com diferentes teores de Ni (wt%)0% (b) 1,5% (c) 3,0% (d) 4,5% |
Na camada de revestimento de CuAl10 sem adição de Ni, a segunda fase está distribuída aleatoriamente na forma dendrítica ou esférica, resultando em uma estrutura irregular. Após a adição de 1,5% a 6,0% de Ni, o Ni atua como um “catalisador de difusão” para promover a dissolução sólida de elementos na matriz α-Cu e inibir a precipitação da segunda fase. Quando o teor de Ni atinge 4,5%, a superfície da camada de revestimento quase não apresenta defeitos de partículas e exibe uma microestrutura contínua e lisa.
Evolução da microdureza do revestimento de CuAl10 após a adição de Ni
| Curvas de dureza do revestimento de recobrimento com diferentes teores de Ni (wt%)0#: 0%, 1#: 1.5%, 3#: 4.5% |
A microdureza passa de “flutuante” para “uniforme” com a adição de Ni. A dureza do revestimento sem Ni apresenta grandes variações (157~268 HV) devido à distribuição irregular da segunda fase, o que causa concentração local de tensão. Após a adição de Ni, o efeito de fortalecimento por solução sólida é significativo, e a uniformidade da distribuição da dureza é melhorada.
Conclusão
A introdução do elemento Ni, por meio dos mecanismos duplos de fortalecimento por solução sólida e passivação eletroquímica, representou um salto qualitativo no desempenho do revestimento de CuAl10 obtido por revestimento a laser.
No futuro, espera-se que a adição de múltiplos elementos (como Ni+Cr+Mo) e a otimização dos parâmetros do processo de revestimento por laser com CuAl10 permitam ultrapassar ainda mais os limites de desempenho.
grãos mnar. Observam-se abundantes precipitados brancos ao longo dos limites de grão. Após o tratamento HIP a 1230 °C, ocorre uma recristalização quase completa. A microestrutura da amostra HIP-1230 passa de cristais colunares grossos para grãos equiaxiais com limites de grão retos, o que é consistente com a migração acelerada dos limites de grão em alta temperatura. O número de precipitados brancos nos limites de grão é significativamente reduzido em comparação com a condição de 1.150 °C.
Conclusões
A formação de trincas na liga Rene125 tratada com LPBF é atribuída principalmente à concentração de tensão nos limites de grãos e à segregação da fase eutética de baixo ponto de fusão na região de sobreposição da poça de fusão. O aumento da velocidade de varredura promove a transição do modo “keyhole” para o modo de condução, o que estimula o crescimento direcional dos grãos e atenua a formação de trincas.
O tratamento HIP repara eficazmente as fissuras e os poros remanescentes após o processo LPBF. Alcança-se uma densificação quase completa sob HIP a 1230 °C, acompanhada de recristalização completa e redução significativa da densidade de deslocamentos.
Outros pós para revestimento a laser produzidos pela TRUER:
À base de cobre: CuSn10, CuSn15, CuSn12Ni2, CuAl10, CuAl10Fe1, Cu-1, Cu-2, CuAlNiFe
À base de níquel: C22, C276, Monel 400, Monel K500, Inconel 600, Inconel 625, Inconel 825, Hastelloy C, Hastelloy B, NiCr 80/20, NiCrAlY, Ni60A, Ni60B, Ni40
À base de cobalto: Stellite 1, Stellite 3, Stellite 6, Stellite 12, Stellite 21, Stellite 25, Stellite 31, Triboloy T400, T800, T900
À base de ferro: D2, H13, M2, T15, T15M, 18Ni300, M35, M42, S390, M390
À base de tungstênio: WC-12Co, WC-10Ni, WC-65Ni60, WC-10Co-4Cr
