碳化钨增强镍基激光熔覆涂层的多尺度强化机理研究

摘要

镍基碳化钨（WC）复合涂层因其优异的耐磨性、高硬度和良好的结合强度，在航空航天、能源动力、重型机械等领域具有广泛的应用前景。文章系统阐述了WC颗粒在镍基涂层中的多重强化机制，主要包括细晶强化、第二相强化、固溶强化及其协同作用机理。结合第一性原理计算、透射电镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）和能谱分析（EDS）等先进微观分析手段，深入揭示了WC与Ni基体之间的界面电子结构、键合行为与相演化过程。研究表明，WC的加入通过改变熔池动力学行为、优化界面结合状态、诱导多种碳化物析出等途径，显著提升了涂层的力学性能和服役寿命。然而，WC在激光熔覆过程中的溶解、分解、氧化及分布不均匀性也会导致气孔、裂纹和脆性相形成，进而影响涂层综合性能。文章综合分析了WC增强镍基涂层的多尺度强化机理，并提出了工艺优化方向，为开发高性能耐磨涂层提供了重要的理论依据和技术支撑。