0 引 言

我国作为产煤大国，煤炭资源丰富，但绝大多数煤矿属于井工矿，工作面位于地下数百米甚至上千米，高温高湿强腐蚀的井下环境对在工作面上运行的液压支架的抗腐蚀性能提出了很高要求，而立柱作为液压支架重要的液压传动部件，其稳定性和可靠性是衡量液压支架优劣的关键[1-3]。

井下大部分立柱的腐蚀主要是由于Cl-和浓度过高导致的[4-7]，如陕北和宁夏的部分煤矿井下Cl-浓度达到达到3 000 mg/L，远超过MT 76—2011[8] 标准中要求的浓度。传统液压支架镀层为镀乳白铬和硬铬或铜锡合金和硬铬，难以抵挡穿透能力很强的Cl-和等有害离子的腐蚀。

近些年来，激光熔覆技术在煤矿液压支架立柱和千斤顶上的应用越来越多。激光熔覆作为一种材料表面改性技术，采用高能量的激光束将不锈钢粉末熔融并焊接在基体表面，使钢材基体表面和熔覆层达到冶金结合[9-10]，通过车、磨、抛光等加工手段，使熔覆层达到所需的厚度和粗糙度。激光熔覆层具有结合力好、硬度高、耐蚀性好等特点，能够满足液压支架立柱耐磨和抗腐蚀的使用要求。

激光熔覆技术主要有铁基合金、镍基合金和钴基合金不锈钢等3种材料体系，目前我国国内应用最多的为铁基不锈钢。铁基不锈钢粉末对碳钢、不锈钢、合金钢、铸钢等多种基材有较好的适应性，能获得氧化物含量低、气孔率小的熔覆层。铁基不锈钢中含有的Cr、Ni等合金元素可以使熔覆层表面形成一层钝化膜，提高熔覆层的耐腐蚀性能[11-16]。

然而，国内铁基粉末种类较多，没有统一的标准，由于不锈钢粉末选取不当和熔覆工艺差别较大所造成的熔覆层锈蚀问题也客观存在。铁基不锈钢合金具有材料来源广泛、成本低且抗磨性能好的优点，同时也有熔点高、抗氧化性差，熔覆层易开裂、易产生气孔等缺点。目前国内对激光熔覆铁基不锈钢合金材料的选取和耐腐蚀性能鲜有研究，材料中的合金元素成分对熔覆层的耐腐蚀性能、硬度等方面的影响缺乏相关研究和文献报导。

这两点，在我后来的导演阐述里明确地告诉大家了。有了这两点作为艺术原则，我们就开始进入艺术创作了，从文本的切磋、修改，到声腔、音乐、舞美、灯光、服装以及演员的表演等各方面，都统一在这两个艺术原则的要求之下去进入再创造。

1)采用310HRSS-150自动全洛氏硬度计测试激光熔覆层硬度，加载载荷为50 N，加载10 s。

硬度和防腐性是激光熔覆技术应用中比较重要的2个因素，笔者采用等离子耦合发射光谱仪法测试不同不锈钢粉末的化学成分，采用洛氏硬度测试法和盐雾试验法测试不同不锈钢熔覆层的硬度和耐腐蚀性能，并对激光熔覆后的加工工艺进行了研究，探讨了不锈钢粉末中的合金元素对熔覆层硬度、耐腐蚀性能的影响以及激光熔覆的加工方案。

1 试 验

1.1 激光熔覆试样的制备

试验所用基体材料为27SiMn，选用3种铁基不锈钢粉末a、b、c制备a、b、c三种不锈钢熔覆试样。采用激光熔覆技术将不锈钢粉末熔覆在27SiMn材料表面，加工成长×宽×高为100 mm×100 mm×10 mm的试样，激光熔覆层净厚度为0.5 mm，表面粗糙度≤Ra 0.4。

1.2 激光熔覆工艺参数

为研究电镀、激光熔覆等表面处理技术在煤矿井下环境的耐腐性能，液压支架行业内一般选用人造气氛腐蚀试验对新型表面处理工艺进行研究。人造气氛盐雾试验中的Cl-含量为50 g/L，煤矿井下Cl-含量为0.1～2.0 g/L，盐雾试验中的离子浓度远大于煤矿井下环境的有害离子浓度，更能反映表面处理工艺、材料和产品的优劣。

 

表1 激光熔覆工艺参数

 

Table 1 Parameters of laser cladding

  

激光功率/kW保护气流量/(L·h-1)送粉速度/(g·min-1)线速度/(mm·min-1)熔覆层厚度/mm84.51306501.5^2.0

1.3 显微组织分析

使用线切割方法制备a、b、c三种试样，在熔覆层横截面处，用不同粒度的砂纸由粗到细进行研磨、抛光后，腐蚀剂用王水。采用Axio Lab A1 型金相显微镜观察熔覆层组织。

1.4 硬度及化学成分测定

供试材料于2013年5月20日播种，采用随机区组设计，均为单播，每个品种3次重复，小区面积5 m× 5 m，小区间距2 m。播前翻耕、整地。种植当年拔节期前人工除草，以后每年分蘖期前人工除草1遍。

图1a、图1b、图1c分别为粉末a、b、c激光熔覆后的金相显微组织全貌。3种不锈钢粉末的组织结构类似，其中灰白色为马氏体，呈树枝状结晶和椭圆、颗粒形状分布，碳化物呈细长的块、条状分布于马氏体上。熔覆层的这种组织结构具有很高的耐磨性[19]。图1d为熔覆层的扫描电镜图，从图中可看出熔覆层与基体的分界明显，激光束能使不同熔点的元素同时熔化，从而获得均匀的熔覆层。熔覆层的组织表明它与基体材料具有优良的结合力，由于激光加热速度快、变形小、稀释率低，熔覆层元素不易被基体稀释，具有很高的实用价值[20]。

参数之间的关系在图1说明。这些公式是专门针对日本的地质情况定制的（见数据与来源一节）。由于位移的散射较小，因此P波和S波震级以最大位移Amax的形式表示，而不是最大加速度或最大速度。

1.5 腐蚀试验

采用HighLight10000D型半导体激光器，额定功率10 000 kW，设备实际功率8 kW，喷嘴尺寸为3 mm×24 mm，激光器光斑3 mm×24 mm，单道熔覆宽度24 mm，搭接量6 mm，实际宽度18 mm，保护气体Ar2(纯度99%)。激光熔覆工艺参数见表1。

根据ISO 9277 和GB/T 10125—1997《人造气氛腐蚀试验—盐雾试验》标准，本文采用铜加速醋酸盐雾腐蚀试验(CASS试验)[17-18]，试验条件如下：

素的含量会影响熔覆层的硬度，但B元素对熔覆层硬度的影响更大。

2)溶质：氯化钠含量为(50±5)g/L，氯化铜(CuCl2·H2O)含量为(0.26±0.02)g/L，即(0.205±0.015)g/L无水氯化铜。

她告诉我：出了事之后，老K跑到我这儿来了，向我借钱，人都吓哆嗦了，我告诉他，我是一个生意人，借钱可以，你拿什么财产做担保呢？他说，看在老同学的份儿上，就算我求你了。我问他，如果，今天是我出了你这样的事，来求你借钱，求你看在老同学的份儿上，你肯借给我钱吗？我告诉他，我只能办一件事，而且的确是看在老同学的份儿上，照顾一下他的家。后来他走了。

3)pH值：用0.5 ml/L的冰乙酸调整溶液pH值的范围为3.1～3.3。

4)过滤：为避免堵塞喷嘴，溶液在使用之前必须过滤。

5)温度：盐雾箱内温度为(50±2)℃。

6)沉降速度为每80 cm2面积上1～2 mL/h。

2 试验结果与讨论

2.1 不锈钢粉末化学成分

在专业意识的觉醒中孕育崭新生命。有人说，教育改革的最大问题是教师意识的觉醒。21世纪的教师教育是以“唤醒教师意识为基础”的教育。如果班主任无法意识到自我意识的立场,那么他将沉陷于每日反复的教育活动中：他会采取一种“习以为常”的态度，将所有的教育现象视为理所当然，他将变得习惯化，缺乏进取精神。

 

表2 不锈钢粉末的主要化学成分Table 2 Chemical composition of different stainlesspowders %

  

粉末种类质量分数/%CSiMnCrNiMoCoBa 0.250.620.1118.262.870.020.890.05b0.150.610.1520.313.840.020.350.11c0.190.640.1216.132.160.010.130.93

从表2中3种粉末的化学成分看，Cr的含量仅次于Fe，是不锈钢中的重要元素，一般认为含量在17%以上能提高不锈钢的耐蚀性。Cr不仅使铁基固溶体的电极电位提高，而且吸收铁的电子使铁钝化，从而提高不锈钢的耐腐性能。Co、Ni元素不仅能提高不锈钢的强度，保持良好的塑性和韧性，而且对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。不锈钢中Mo元素的存在能提高材料对酸的抗蚀性，能够防止氯离子存在所产生的点腐蚀倾向。B和Si等元素具有自脱氧和造渣能力，在合金粉末中对不锈钢、合金钢等多种基材有较好的适应性，在激光熔覆中能获得氧化物含量低、气孔率小的熔覆层。

2.2 激光熔覆层的性能

2.2.1 不同熔覆层的显微组织分析

2)使用ICP-AES 等离子耦合发射光谱仪方法测试不锈钢粉末中的化学成分含量。

  

图1 熔覆层a、b、c的金相组织和熔覆层a的SEM图像Fig.1 Metallurgical structure of cladding layer a，b，c,andSEM image of cladding layer a

2.2.2 不同熔覆层的显微硬度分析

不锈钢粉末中的合金元素不同，会影响熔覆层的硬度，表3为不同熔覆层的显微硬度。可见，粉末c的硬度最高，粉末a次之，粉末b的硬度最低。结合表2和表3进行分析，粉末b中的Cr、Ni含量最高，B含量适中，C含量最低，硬度是3种粉末中最低的，表明B、C对硬度的影响比Cr、Ni更明显；粉末c中的B含量最高，Cr、Ni最低，但硬度却是最高的，说明B含量对硬度的影响最明显；粉末a中的C含量是最高的，但硬度在三者中处于中间位置，说明C对熔覆层的硬度也有影响，但没有B对硬度的影响明显。试验结果说明，不锈钢粉末中C和B元

表3 不同熔覆层的显微硬度Table 3 Microhardness of different cladding layers

  

粉末种类硬度/HRC平均硬度/HRCa53.3254.8955.2154.47b50.2551.3252.9851.52c59.5158.8257.4658.59

1)溶剂：采用蒸馏水或去离子水。

2.2.3 不同熔覆层的耐腐蚀试验

铁基不锈钢由于其良好的耐磨防腐特性和成本优势在国内广泛应用，笔者选取a、b、c三种不锈钢粉末进行研究。a、b、c三种不锈钢粉末的化学成分见表2。分析表2可知，3种粉末中的Si、Mn、Mo三种化学元素的含量相当，变化不大；区别主要在C、Cr、Ni、Co、B等化学元素。粉末a中的C、Co含量最高，B含量最低；粉末b中的C含量最低，Cr、Ni含量最高；粉末c中B含量最高，Cr、Ni、Co含量最低。

防腐蚀性能是衡量熔覆层材料优劣的关键因素，对不同不锈钢粉末熔覆层进行盐雾耐腐蚀试验，结果如图2所示。可见，粉末c的耐腐蚀性能最差，盐雾试验2天出现红色锈蚀；粉末a和粉末b的耐腐性能较好，盐雾试验15天无任何锈蚀。结合表3和图2进行分析，粉末c的平均硬度最高为HRC 58.59，但耐腐蚀性最差；粉末a和粉末b的硬度在HRC50-55的范围内，这2种粉末都有良好的耐腐蚀性能。结合表2和图2可看出，粉末c中的Cr、Ni、Co元素含量最低，耐蚀性最差；粉末a和粉末b中的Cr、Ni、Co含量较高，耐蚀性能较好。表明提高不锈钢粉末中的Cr、Ni、Co含量能够提高不锈钢熔覆层的耐蚀性能。

  

图2 不同熔覆层的酸性盐雾腐蚀试验Fig.2 Acid-Salt spray testing of different cladding layers

粉末c制备的熔覆层并没有大面积腐蚀，只是在焊缝搭接处腐蚀严重，表明在激光熔覆过程中，焊道搭接处的合金成分变化较大，Cr、Ni等合金成分含量较低导致锈蚀严重。粉末c和另外2种粉末化学成分的最大差别是B元素含量最高，B元素能提高钢材的淬透性，具有淬硬倾向，虽然提高了熔覆层的硬度，在激光熔覆的搭接处会导致Cr、Ni等合金成分的降低，牺牲了熔覆层的耐蚀性能。

商务英语属于特殊用途英语，其教学过程体现了把英语作为工具进行内容教学，以学促用，学用一体的理念（戚扬，2017）。在商务英语课上，为培养学生自主学习的能力，可以运用成长记录袋，给学生提供展示自己和记录自己成长的平台，推动学生进行学习反思，从而促进学生元认知能力的提高，在对学生自主学习能力、心理和行为三个方面皆有很大的推动作用。而商务英语课上的学生成长记录袋主要包含以下三方面内容。

2）STEM教育与中国科技教育之间的有机转化。我国现有的课程体系表现为主科教育所占课时长，评价占比大，而工程类、技术类等综合性课程较少，造成学生数学科学这类学科成绩较好，而对于技术的应用和工程方面问题的解决能力则有待提高。工科学生在接受高等教育之前，接受相关理念灌输，知识积累较少，就会形成教育断档。因此，在中小学阶段培养创新性思维，在高中阶段设置一些工程类技术的学科供学生学习，有助于学生建立完整的思维模式。这样的人才培养体系具有针对性，高效率培养不同领域的人才。

2.3 激光熔覆加工方案

目前，激光熔覆后比较成熟的3种加工方案见表4。由表4可知，方案1是车直接抛光，该方案的加工效率最高，加工成本最低，但由于激光熔覆层硬度较高，在车床加工过程中存在让刀和颤纹，给后续的抛光带来很大难度，粗糙度很难控制，成品质量不稳定；方案2在方案1的基础上增加精车工序，这种加工方式能消除一刀加工带来的问题，精车后工序表面粗糙度更高，但相比方案1，方案2中活柱的加工效率降低68%，成本增加29%，中缸加工效率降低73%，成本增加28%；方案3是采用磨削代替精车，加工效率略高于方案2，但磨床加工成本低于车床，因此成本比方案2更低，磨削后表面粗糙度更小，也更有利于抛光。综合考虑成品质量稳定性和生产组织方式，选用方案3，即车-磨-抛光作为激光熔覆层的加工工艺方案[21]。

为进一步评价该方法对页岩实际样品中稀土元素测定结果的准确性，采用文献[14]报道的密封高温高压溶样ICP-MS方法对样品GD-2进行方法对照分析，并对两种方法所得结果进行拟合，结果见图3。由图3可知，两种不同方法的测定结果基本一致，误差均在10%以内。

 

表4 不同加工方案的成本和效率分析

 

Table 4 Analysis results for cost and efficiency fordifferent technological process

  

零部件项目方案1方案2方案3活柱ø420 mm×3 380 mm相对加工时间/(min·件-1)相对加工成本/(元·件-1)100100168129127109中缸ø450 mm×3 125 mm相对加工时间/(min·件-1)相对加工成本/(元·件-1)100100173128132107

2.4 激光熔覆在8.8 m液压支架中的应用

激光熔覆技术本质上属于焊接，虽然铁基不锈钢粉末a和b的耐腐蚀性能均比较好，但粉末a的C含量较高，熔覆工艺性较b差，因而选用粉末b作为实际应用的激光熔覆用粉末。

前期，激光熔覆技术已经在8.8 m超大采高液压支架上成功应用，使用铁基不锈钢粉末b制备的立柱和千斤顶熔覆层硬度为HRC 50～55，在经过6万次压架试验后，激光熔覆层表现良好，未出现脱落等问题，活塞杆和中缸外径变化0.01 mm，表现出良好的耐磨性能，立柱密封也未出现漏液、渗液等问题。试验结果说明激光熔覆技术可以满足8.8 m超大采高液压支架的使用要求。

3 结 论

1)SEM图像显示激光熔覆层的稀释率低，熔覆层与基体有很明显的分界；金相组织显示3种不锈钢粉末的组织相似，灰白色的马氏体呈树枝状结晶和椭圆、颗粒形状分布。

2)不锈钢粉末中C和B元素的含量都会影响熔覆层的硬度，但B元素对熔覆层硬度的影响更大，随着B元素含量增加，熔覆层硬度越高；降低不锈钢合金粉末中C、B元素的含量，提高Cr、Ni、Co的含量可以提高熔覆层的耐腐蚀性能。硬度范围在HRC 50～55范围内的熔覆层具有良好的防腐性能。

3)通过对激光熔覆层不同加工方案的效率和成本进行对比，选用车-磨-抛光作为最优工艺方案。

4)采用粉末b制备的激光熔覆立柱已在8.8 m超大采高液压支架上成功应用。当前，激光熔覆技术没有统一的行业标准和国家标准，导致不同企业熔覆的产品质量参差不齐，造成了不良的市场影响，推动建立激光熔覆技术标准是以后研究的方向。

(2)功能现代化。①节能：外墙有防火隔热层，采用导热系数低的外墙材料，节能降耗；②隔声：内隔墙均采用隔热隔声处理；③防火：使用阻燃材料，防止火灾的波及和蔓延；④抗震：大量使用轻质材料，降低了建筑物自重，增加了装配式软性连接。

地区的经济水平密切影响着居民的收入水平相互影响，而居民的收入水平与价格水平息息相关。便也间接决定了居民的可支配收入水平。经济水平上升，整体商品房价格也会有上升趋势。相反则会呈现出低水平的整体商品房价格。从这一点看，和改革初期相比，40年后的今天价格指数明显存在巨额增长，也就是说，国家经济发展的结果与收入水平等经济因素紧密关联。当下而言，沿海地区和内陆地区一、二线城市与普通城市之间商品住宅价格水平有很大的差异。这种差异便是源于这些城市在这些经济因素上的显著差异。

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