激光熔覆稀土添加金属基涂层研究现状

利用激光熔覆技术制备表面强化涂层是提高材料服役性能的重要途径之一,即可根据服役环境要求,通过改变熔覆工艺来调控涂层成分、组织结构,从而改善其性能,延长零部件的使用寿命.近年来,在涂层中掺杂稀土元素是激光熔覆领域的研究热点之一.稀土元素拥有特殊的电子结构,能净化合金溶液、细化晶粒;适当添加稀土元素可以有效地降低稀释率,细化熔覆层晶粒,降低孔隙率,以及缓解残余热应力,从而降低涂层的裂纹敏感性.因此,添加稀土元素的涂层具有更好的强度、韧性、耐蚀性和耐磨性.设计含有不同种类(成分)稀土元素的金属基涂层,并结合适宜的激光熔覆参数,有望成为极端环境下机械装备和关键部件表面强化的理想手段.通过总结3种常用稀土氧化物(氧化镧、氧化铈和氧化钇)作用为出发点,综述稀土元素对金属基涂层的微观组织及性能的影响研究,并对其在表面工程领域亟待解决的问题和未来发展方向进行了展望.