该文利用大功率激光器,采用逐次叠加的激光改性技术,在铸造铝硅合金表面制备Ni/WC和Cr/WC激光改性梯度层(LMG).首先在一定假设的基础上,考虑到激光改性预涂覆粉末与基体金属热物理性能差异,建立起相应的Al-Si合金表面激光改性加热温度场的数学模型.利用三维非线性数值分析方法和先进的有限元分析软件MARC,对第一次激光改性过程中的温度场进行了计算分析,确定了激光改性梯度层制备过程中关键的加工工艺参数,并据此制定出激光表面改性工艺.铝硅合金激光表面改性梯度层是通过3次激光扫描处理获得的.每次的预涂覆层中硬质相WC颗粒的含量不断增加,由10﹪增加至30﹪.利用SEM、TEM、EDXS和X射线衍射仪对每次Ni/WC和Cr/WC激光改性层和激光改性梯度层组织结构、化学元素含量及其分布规律进行了详细的对比分析.至于稀土合金元素对Al-Si激光表面改性地影响,该研究发现,添加CeO<,2>的激光改性梯度层,其相组成与组织形态都发生了相应变化.当加入1﹪的CeO<,2>,改性层基底组织α-Al枝晶间距减小,胞状晶直径减小,晶粒得到细化;Si相由块状变为细小分散的小颗粒状;并且改性梯度层中的Al-Ni或者Al-Cr化合物形态由原来的块状或长条状变为棒状.另外研究发现,原具有尖锐棱角的WC硬质相也趋于钝化,这种组织形貌的变化有利于改性梯度层整体性能的提高.在铝硅合金表面Ni/WC和Cr/WC激光改性梯度层的性能研究中,该文还着重探讨不同激光改性次数对所获得的激光改性梯度层的硬度、耐磨性和耐蚀性能的影响.该文采用恒电位仪还测量了Al-Si合金激光表面改性层的阳极极化曲线.依据其极化曲线上"突变电势"的差异对不同工艺下的激光改性层耐腐蚀性能进行了讨论.