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Y2O3纳米颗粒与Si第二相氧化物联合效应对激光熔化沉积制备合金钢涂层微观结构和耐磨损性的影响

摘要：通过激光熔化沉积法成功制备添加少量（≤1 wt.%）氧化钇纳米颗粒的合金钢（14Cr2NiSi）涂层。本文研究了氧化钇纳米颗粒与硅氧化物第二相颗粒的联合效应，及其对合金钢涂层的微观结构、耐滑动摩擦系数以及耐磨损性的影响。在涂层快速冷却凝固过程中，当Si为Y提供第二相颗粒用于积聚时，随着氧化钇纳米颗粒添加量的增加，球型Si氧化物颗粒中Y的含量增加。同时缩减了堆叠涂层内的层间热影响区和长程枝状晶凝固组织。因此，铁基涂层实现了细化和减少了缺陷。当涂层内的枝状晶组织转变为等轴晶组织时，改性涂层的耐磨机制从三体摩擦和塑性形变转变为轻微的剥离作用。添加0.5 wt.%氧化钇纳米颗粒时，改性涂层的耐磨性能显著增强了，其沿平行与垂直于打印方向的滑动摩擦系数差值降低，同时磨损失重降低了20.1%，而相关耐磨性增加了23.5%。