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本文探讨了合金元素钒、硼、硅对激光熔覆M2高速钢涂层组织与性能的影响过程,通过对钒、硼、硅激光熔覆M2高速钢涂层组织与性能结果的对比分析,得到合金元素钒、硼、硅在激光熔覆工艺下所起到的影响以及钒、硼、硅系M2激光熔覆高速钢的最佳热处理回火工艺。从而为生产高强度涂层耐磨材料提供理论支持和依据。具体研究内容为使用XRD、OM、SEM等手段对熔覆层的宏观形貌特征、微观组织特征、物相组成等相关作用机理进行表征与分析;通过对涂层硬度、红硬性以及高温磨损性能的分析,对热处理工艺参数进行优化和合金元素的作用机理进行探讨。具体研究结果如下:钒系M2激光熔覆高速钢组织涂层的最佳热处理回火工艺为560℃×1h×1次;M2-3%V和M2-4%V的钒系M2激光熔覆高速钢凝固态组织为马氏体、网状M2C碳化物以及残余奥氏体;M2-3%V和M2-4%V的钒系M2激光熔覆高速钢热处理组织包括回火马氏体和网状M2C碳化物;M2-8%V系M2激光熔覆高速钢组织为铁素体以及碳化物。M2-3%V涂层试样表现出很高的硬度,达到858HV,红硬性数值达到643HV,随着钒含量(>3%)的不断增大,激光熔覆高速钢涂层的硬度不断减小,红硬性不断减小,耐磨性逐渐变差;激光熔覆钒系M2高速钢组织熔覆层磨损形式主要有剥层磨损与磨粒磨损,M2-3%V和M2-4%V以剥层磨损为主,M2-8%V以磨粒磨损为主。激光熔覆硼系M2高速钢组织熔覆层的最佳热处理回火工艺为560℃×1h×3次;激光熔覆硼系M2高速钢凝固态组织包含有马氏体、网状M2(C,B)碳化物以及残余奥氏体;热处理回火组织有回火马氏体与网状M2(C,B)碳化物。随着硼含量的不断增大,激光熔覆高速钢涂层的硬度和红硬性略有增大并趋于稳定,磨损性能有所降低;M2-0.5%B的硬度达到889HV,红硬性达到744HV。激光熔覆硼系M2高速钢组织熔覆层其磨损的形式以磨料磨损与剥层磨损为主。M2-0.05%B高速钢以磨料磨损为主,M2-0.3%B兼有磨料与剥层磨损,M2-0.5%B时以剥层磨损形式为主。硅系M2激光熔覆高速钢熔覆层最佳热处理回火工艺为560℃×1h×1次。硅系M2激光熔覆高速钢凝固态组织有马氏体、网状M2C碳化物以及残余奥氏体;热处理回火组织为回火马氏体与网状M2C碳化物。随着硅含量的不断增大,激光熔覆高速钢涂层的硬度和红硬性逐渐增大后减小,磨损性能略微降低。M2-1.0%Si试样的硬度达到882HV,红硬性达到625HV,激光熔覆硅系M2高速钢熔覆层磨损的主要形式为剥层磨损为主。