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核电阀门是核电设备的重要关键部件,其密封面质量的好坏直接影响阀门的性能。通过选用性能良好的材料堆焊阀门密封面,可以显著延长了阀门的使用寿命。长期以来,钴基材料被视为高温高压阀门密封面堆焊材料的“王牌”。但Co是一种稀有金属,价格昂贵,而Co元素在辐射环境下会被激发形成半衰期很长的放射性同位素Co60,引起核污染,在第三代、第四代核电站阀门中面临淘汰。本文设计了一种镍基合金材料,以在高温下耐磨损和耐腐蚀性能接近或超过钴基合金为目的。该合金以Ni为主,选取能有利于产生固溶强化、第二相强化、晶界强化的添加元素Cr、W、Al、Mo、Si等,通过激光熔覆的方法,对制备的熔覆层的结晶状态和物相类型进行分析,进一步调整粉末配方,最终确定了镍基粉末成分,并命名为Ni-3。通过改进激光熔覆光头结构和优化激光熔覆工艺参数,获得了熔道平整光滑,无裂纹、气孔等缺陷的熔覆层。并从微观的角度,分析了熔覆层的凝固特征和不同工艺参数下熔覆层的组织特征。合金中生成的硬质相M23(CB)6、M7C3、Ni3Al和少量的Ni3B、Ni3Si大大提高硬熔覆层的硬度,而且因加入了少量的B和Y2O3,它们具有细化晶粒和强化晶界的作用,进一步改善了涂层的硬度和韧性,常温下,平均硬度在HV0.3500左右,与钴基Stellite06接近,比目前使用评价较好的代钴材料Norem02铁基合金低。在360℃高温磨损试验中,Ni-3磨损失重体积是Norem02的一半,与Stellite06接近,略大于Stellite06。在350℃腐蚀试验中,Norem02失重量是最大的,Stellite06耐腐蚀性最好,Ni-3次之。试验与研究指出,Ni-3是一种较为理想的无钴合金材料。其在高温耐磨损和高温耐腐蚀性能方面都比代钴材料Norem02要好。与钴基合金相比,Ni-3高温耐磨损性能与之接近,但高温腐蚀性能稍差。本文的研究为下一步改进无钴合金粉末成分及其熔覆工艺提供了有价值的研究方法和试验基础。