自熔性合金粉末是指在合金粉末中加入具有强烈脱氧和自熔作用的 Si、B、 Cr 等元素的合金粉末。本文熔覆层所用的熔覆材料为 Ni45 自熔性合金粉末，属 于 Ni 基自熔性合金粉末范畴，主要化学成分如表 2-1 所示。Ni45 自熔性合金粉 末具有 Ni 基合金粉末的良好的润湿性、耐蚀性（包括腐蚀与磨蚀）特点，还具 有有高温自润滑作用，在激光熔覆材料中应用广泛。各元素在合金中的作用如下：

（1）Cr 元素的作用起到固溶强化、钝化的作用,提高抗高温氧化性和耐蚀性 能,富余的元素容易与、元素形成铬的碳化物如 CrB 等硬质相从而提高合金的硬 度和耐磨性。

（2）Si 和 B 元素的作用这两种元素可以显著降低合金熔点，扩大固液相线 温度区,形成低熔共晶体,脱氧还原作用和造渣功能,起到对涂层的硬化和强化的 作用，改善操作工艺性能[6-7]。自熔性合金粉末中各元素的选择正是基于以上原 理，而合金元素添加量则依据合金成形性能和激光熔覆工艺进行确定。

表 2-1 Ni45粉末的化学成分

国内外学者对激光熔覆 Ni 基合金涂层进行了微观组织结构和机械性能的 测试和分析[8-9]，并从理论上对低功率单道熔覆层的横截面的微观组织进行了观 察与分析[10]。文献[8]中利用 CO2 激光器分别以 Ni 基、Co 基以及 Ni+WC 复合粉 末为熔覆材料在中碳钢表面进行激光熔覆涂层，并对涂层的物相组成和显微硬度 进行了测试和分析。发现熔覆层中主要为 γ-Ni 和 γ-Co 相，显微硬度提高了 450HV。 文献[9]在模具钢表面进行了 Ni 基自熔性合金粉末的熔覆试验，分析了熔覆层的 微观组织结构和熔覆层的耐蚀性。研究表明，熔覆层主要由树枝晶与等轴晶组成，

熔覆层较基体的耐蚀性明显增加。

1。4 材料分析测试技术简介

材料分析测试技术（材料现代显微分析技术）主要是利用 X 射线衍射仪与电 子显微镜来分析材料的微观结构与成分组成[11]。传统的显微组织结构与成分分 析测试方法主要是利用光学显微镜与普通化学分析的方法来分析材料的显微组 织结构和化学成分构成。然而，尽管光学显微镜在一定程度上能够直观反映材料 的组织形貌，但是由于光学显微镜自身分辨率低（约 200mm）且放大倍数较低论文网

（约 1000 倍），对于一些精细的组织结构是无法观察准确的，尤其是小于 100nm 尺寸级别的组织应用光学显微镜观察是达不到预期效果的。而且光学显微镜无法 观察材料内部的组织结构，无法对所观察的组织进行成分分析，无法判断材料所 含组织成分的变化，无法判断组织转变的原因及趋势，故而已经无法满足当前材 料研究的需要。化学分析只能得出材料得出材料的平均成分，但无法确定所含各 元素的分布情况，并且在成分含量的测定上存在一定的难度。而事实上，元素在 材料中的分布不是绝对均匀的，即具有微观不均匀性。这种不均匀性会对材料的 性能产生很大的影响。随着科学技术与相关理论的发展，越来越多新的分析仪器 与精密仪器得到应用，现代材料分析测试技术应运而生，并在一定程度上解决了 传统分析方法的不足。

材料分析测试主要有两种分析方法：

一、X 射线衍射(XRD)，这是利用 X 射线在晶体中的衍射现象来分析材料的 成分组成、物相、晶体结构的一种方法。这是一种以晶体结构为理论基础的间接 测量方法，即以 X 射线衍射信号的特征来分析材料的结构与成分，同时还能保 证具有很高的测量精度。当然，XRD 也有其不足之处。首先是它的测试结果并 非直观可见，无法将形貌观察与成分分析有机的结合起来。再者，由于 X 射线聚 焦光斑大小的限制，只能进行毫米数量级的单独选择性分析，更低的数量级是无 法进行分析的。