激光熔覆与激光冲击同步复合锻打制备Ti-6Al-4V合金熔覆层微观组织与性能OA

激光熔覆在Ti-6Al-4V合金增材制造、修复受损表面以及表面改性等领域获得广泛应用,然而,熔覆层局部晶粒粗大、残余拉应力过大以及耐腐蚀性能提升有限等问题,限制了该类合金激光熔覆层的性能优化。本研究基于激光熔覆与激光冲击同步复合的新工艺方法,通过同步复合形成激光冲击锻打效应,在熔覆层制备的同时进行强化,进一步细化显微组织、提升力学性能并改善耐腐蚀性能。结果表明:复合工艺所制备熔覆层的片状β-Ti和针状马氏体α′-Ti相显著细化,形成了交错密集的网篮状结构。熔覆层的显微硬度从360~405HV_(0.2)提升至470~530HV_(0.2),提升效果显著。同时,熔覆层的平均摩擦因数从0.42降至0.35,降低了16.67%;体积磨损量减少了25.93%,验证了熔覆层的耐磨性能得到显著改善。此外,激光冲击诱导的冲击波有效促进了残余拉应力向压应力的转化,最大残余压应力达到390 MPa,且应力分布状态更加均匀。熔覆层的腐蚀电位(E_(corr))升高了0.027 V,腐蚀电流密度(i_(corr))降低了8.71×10^(-8) A·cm^(-2),表明其耐腐蚀性能显著提升,且更易发生钝化行为。