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在核电阀门密封面施行堆焊,得到组织较为致密、无裂纹、无气孔且与本体结合良好的硬质合金层,以满足密封面的使用性能,是核电设备制造企业制造高性能、长寿命核阀的主要方法之一。作为阀门密封面的常用堆焊材料,钴基合金具有其它材料难以企及的耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、耐冲蚀性、高温抗氧化性和高温红硬性(650℃高温)等综合性能,但其过高的成本及过高的含Co量,易造成二次污染,促使阀门研究者不断研究降低钴含量的适用材料。本文以降低钴基合金的含钴量为目的,基于同种合金粉末经激光熔覆可得到比其它堆焊方法更致密更硬的覆层、但激光熔覆过程中易出现开裂行为的事实,研发出具有无钨低碳中钴特征的FCo-5自熔性钴基合金粉末。采用同步送粉法及合理的激光工艺参数,在0Cr18Ni12Mo3Ti不锈钢核阀密封面试样上进行单层单道FCo-5合金激光熔覆,以制备出质量较佳的熔覆层。基于拓展FCo-5合金进行大面积激光熔覆而不出现缺陷的应用范围,利用FCo-5合金单层单道的激光熔覆工艺参数及工艺方法,在核阀密封面试样表面进行单层双道激光熔覆实验。研究单层双道FCo-5合金熔覆层的显微组织特征、相结构、高温红硬性,以及组织与显微硬度的对应关系,以探讨为大面积密封面激光熔覆的应用范围;判断FCo-5自熔性合金粉末替代现行CoCr-A类钴基合金的可行性;对FCo-5合金单层单道激光熔覆的图形校验法进行了研究。试验结果表明:(1)采用同样的激光工艺参数及工艺方法下,单层单道、单层双道FCo-5合金激光熔覆层均与基体达到了良好的冶金结合;熔覆层表面平整、无气孔、无裂纹。(2)单层双道FCo-5激光熔覆层组织主要为γ-Co奥氏体枝晶、枝晶间大量共晶组织及原位生成的Cr23C6颗粒相;覆层横截面显微硬度曲线呈“类M型”分布,最低硬度值较基体提高了192HV0.2以上。(3)单层双道FCo-5合金粉末熔敷层其组织特征、显微硬度、高温硬度均符合核阀密封面的技术要求,可以替代高钴含量的CoCr-A类合金,并有益于减小二次污染、降低核阀成本。(4)研究出的图形校验法,可以根据给定单道熔覆层横截面显微硬度,求得密封面机加工高度及宽度等余量;也可以根据密封面宽度,求得成形熔覆层的高度及表面最大硬度值。图形校验法在指导核阀密封面激光熔覆层的生产加工中具有一定的工程应用价值。