Microestrutura e Resistência ao Desgaste de Revestimentos Compostos Si-TC4 por Cladding a Laser de Fio em Alta Velocidade

A dureza e a resistência ao desgaste da superfície da liga de titânio TC4, amplamente utilizada na aeroespacial e em outros campos, precisam ser urgentemente melhoradas. Considerando a economia, a amigabilidade ambiental e a alta eficiência, revestimentos compostos à base de Ti reforçados com Si foram depositados na superfície do TC4 por meio do método de cladding a laser de fio em alta velocidade, que combina a alimentação paraxial de fios TC4 com a alimentação coaxial de pós de Si. As microestruturas e a resistência ao desgaste dos revestimentos foram analisadas usando difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (SEM), durômetro Vickers e testador de atrito e desgaste. Os resultados indicam que a composição primária do revestimento consistia em α-Ti e Ti5Si3. A microestrutura do revestimento passou por um notável processo de transformação de formas dendríticas para pétalas, varas e blocos à medida que a velocidade de alimentação do pó aumentava. A dureza dos revestimentos compostos aumentou com a taxa de alimentação do pó de Si, e a dureza média do revestimento composto foi de 909HV0.2 quando a taxa de alimentação atingiu 13.53 g/min. O aumento da microdureza dos revestimentos pode ser atribuído principalmente ao efeito de reforço da segunda fase gerada pelo Ti5Si3 em várias formas dentro dos revestimentos. À medida que a velocidade de alimentação do pó aumentava, a resistência ao desgaste inicialmente melhorava antes de deteriorar. A resistência ao desgaste ideal do revestimento foi alcançada a uma taxa de alimentação de pó de 6.88 g/min (perda de desgaste de 2.55 mg e coeficiente de atrito de 0.12). O principal mecanismo de desgaste para os revestimentos foi o desgaste abrasivo.