摘  要：為了提高蒸汽發(fā)電機(jī)葉片（SUS403不銹鋼）的耐磨性能和耐氣蝕性能，采用了4.0kW光纖耦合傳輸半導(dǎo)體激光器堆焊系統(tǒng)，在SUS403不銹鋼葉片上堆焊了鈷基合金（司太立6#）粉末。經(jīng)試驗(yàn)確定了最佳的激光熔覆參數(shù)，并通過(guò)光學(xué)顯微鏡、SEM、EDS、XRD、顯微硬度計(jì)和磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)堆焊層的顯微組織、相組成、微區(qū)成分、維氏硬度和耐磨性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，堆焊層的組織為亞共晶組織，其初晶相由富Co的γ奧氏體組成，而共晶組織由富Co的γ奧氏體和復(fù)雜的碳化物組成；堆焊后的葉片使用壽命提高了3倍以上。

關(guān)  鍵  詞：激光堆焊；鈷基合金；維氏硬度；耐磨性能；稀釋率；亞共晶組織；初晶相；共晶組織
 

激光堆焊過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)是可以形成一個(gè)復(fù)合功能結(jié)構(gòu)、低稀釋率、焊接變形小的堆焊層，且通過(guò)快速加熱和冷卻的堆焊過(guò)程容易獲得優(yōu)質(zhì)而耐磨的堆焊層。另外，通過(guò)優(yōu)化激光加工參數(shù)（如離焦量、焊接速度及送粉量等）可靈活地控制堆焊層的稀釋率，以滿足使用性能的要求。因此，近幾年，在制造領(lǐng)域，激光表面堆焊技術(shù)得到了迅速發(fā)展^[1-6]。比如，日本汽車工業(yè)已將激光堆焊技術(shù)應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出氣門和氣門座圈的制作；日本核電行業(yè)已將激光堆焊技術(shù)應(yīng)用于成套設(shè)備的閥門零部件的生產(chǎn)^[7]。由于激光光束能量密度高，熱量容易控制，所以對(duì)零部件的精密堆焊及薄板件的堆焊尤為適用。

SUS403不銹鋼在高溫下為奧氏體組織，淬火后為馬氏體組織，主要用于工具、發(fā)電機(jī)葉片、軸承等比較苛刻的環(huán)境中^[8]。特別是在高溫下長(zhǎng)時(shí)間工作的蒸汽發(fā)電機(jī)葉片的前緣部位，由于尺寸薄且受到高溫蒸汽的沖刷，所以容易造成失效（磨損和氣蝕）。為了改善葉片失效部位的性能，往往采用銀基釬焊或TIG焊接方法將司太立6#合金板條焊在葉片的前緣^[9]。另外，還有人采用等離子堆焊方法嘗試向葉片的前緣堆焊司太立6#合金粉末。但是，由于釬焊接合強(qiáng)度低，而TIG電弧和等離子電弧的熱源分散，堆焊后葉片的焊接變形大、焊縫成形難于控制且生產(chǎn)效率低，很難滿足葉片的使用性能要求。本研究中嘗試采用了激光堆焊方法，以解決了上述制造方法所帶來(lái)的問(wèn)題。

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