激光熔覆Fe-Cr-Ni-C-Si-Mo涂层高温处理后的组织

研究了Fe-Cr-Ni-C-Si-Mo系合金的激光熔覆层经700～850℃高温处理后其微观组织的变化.采用SEM、EDS、XRD、光学显微镜、Thermo-calc热力学软件等对熔覆层的组织进行了分析.结果表明,该合金熔覆态涂层的组织主要为γ(Fe,Ni,Cr)和(Cr、Fe)7C3合金碳化物.当熔覆层的处理温度低于750℃时,其显微组织没有明显变化.经850℃的处理后,其微观组织中出现了新相(Cr、Fe)23C6,且生成的(Cr、Fe)23C6不易长大,并对其转变过程进行了研究.     

等离子熔覆TiC/Fe基熔覆层显微组织及碳化物演变机理分析

目的 为了提高3Cr13马氏体不锈钢的硬度和耐磨性,在其表面制备TiC/Fe基熔覆层,分析熔覆层组织的均匀性及碳化物类型,探究碳化物演变机理和对熔覆层硬度的影响规律。方法 采用等离子同步送粉熔覆,在3Cr13不锈钢基材上熔覆球形TiC/Fe基熔覆层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱仪分析熔覆层微观形貌特征、相组成以及析出相的元素分布规律,利用显微硬度计测量熔覆层的硬度。结果 随着TiC添加量的增加,熔覆层中的Ti和C元素含量也增加,说明有部分TiC熔解。未添加TiC的熔覆层组织主要是Fe-Cr固溶体和(Fe、Cr)7C3,TiC/Fe基熔覆层的为Fe-Cr固溶体和TiC、(Fe、Cr)3C2、(Fe、Cr)7C3。两种熔覆层中的析出相主要以(Fe、Cr)7C3为主,但在TiC/Fe基熔覆层中还存在其熔解后重新析出的TiC及过渡相(Fe、Cr)3C2。TiC添加量增加,熔覆层显微硬度也增加。结论 TiC/Fe基熔覆层中的第二相除(Fe、Cr)7C3,还有原始TiC、析出的TiC和(Fe、Cr)3C2。在研究范围内,随着TiC添加量增加,熔覆层中熔解的TiC量也增加。析出的TiC可以作为(Fe3Cr4)C3的有效形核质点,促进(Fe3Cr4)C3的形成,形成过程是(Fe、Cr)3C2以析出的TiC为形核核心形核长大,随后相变为更加稳定的(Fe、Cr)7C3,在快速冷却过程中有未转变完的(Fe、Cr)3C2保留下来。熔覆层中的原始TiC、析出的TiC、生成的(Fe、Cr)7C3和(Fe、Cr)3C2作为硬质相提高了熔覆层的硬度。     

铸铁表面等离子熔覆Fe-Cr-Si-B涂层的组织特征

利用常压弧光等离子体在铸铁表面熔覆Fe-Cr-Si-B合金粉末制备耐磨涂层,采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对熔覆层的组织和性能进行了分析.结果表明,熔覆层组织主要由近似于六方形、U形、L形或H形的初生(Cr,Fe)7C3相及短杆状或小块状(Cr,Fe)7C3共晶碳化物、,cr)和Fe3C组成;熔覆层与基体界面形成细小的共晶莱氏体组织,在界面处熔覆层与基体中的合金元素发生了相互扩散,形成具有冶金结合的涂层;熔覆层显微硬度可达600～1200HV0.2.     

后续热处理对激光熔覆合金层组织与硬度的影响

采用XRD和TEM技术对Ni21 20％WC 0．5％CeO2合金粉激光熔覆层经过后续热处理的组织与性能进行了研究。结果表明，与未经处理的熔覆层相比，经500℃处理后熔覆层的组织和硬度都基本不变；经750℃或800℃处理后，尽管熔覆层相组成相同，但一些相的含量发生了变化，而且在熔覆层基体上析出了更多的Ni3B、Ni483等化合物，亚稳的M6C3相也向M23C6稳定相转化，同时析出的化合物质点有一定程度的粗化，因此其硬度有较明显的下降。     

B、C含量对Fe基合金等离子熔覆层微观组织与耐腐蚀性的影响

采用等离子熔覆技术,在20钢表面分别制备了含5%(B,C)、7%(B,C)和9%(B,C)的Fe基合金(Fe-Cr-Mn-Si-B-C-RE)熔覆层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪、电化学工作站等设备对三种熔覆层的显微组织结构、硬度和耐腐蚀性能进行了研究,并探究了B、C含量变化对熔覆层组织与性能的影响。结果表明,熔覆层与基体形成良好的冶金结合,主要由α-Fe(Cr)相组成。熔覆层的硬度明显高于基体。随着B、C总含量的升高,熔覆层中出现了(Cr,Fe)_7C_3相,使得熔覆层的硬度和在3.5%Na Cl溶液中的耐腐蚀性能逐渐增强。     

低合金钢表面Fe基B4C耐磨涂层组织与性能

目的在低合金结构钢表面制备一层高硬度、高耐磨的铁基陶瓷颗粒增强层,并研究熔覆层的微观结构及性能。方法利用等离子熔敷技术,在16Mn钢基体上熔敷Fe58合金粉与B_4C陶瓷粉的混合粉末。结果在16Mn钢表面成功制备了高硬度、高耐磨的铁基陶瓷颗粒增强层,陶瓷颗粒增强层致密、均匀、无气孔、无裂纹,且与基体结合良好。XRD及SEM结果表明,熔覆层生成了细小、均匀的碳、硼化物增强相,熔覆层与基体的相容性好,界面呈冶金结合,熔覆层的增强相主要有Fe2B、FeB、Cr7BC4、Cr7C3及B_4C相,Fe与B的化合物Fe2B、FeB呈链状沿晶界分布在(Fe,Ni)固溶体上,并与(Fe,Ni)固溶体在晶界形成网状结构。铬的碳、硼化物Cr7BC4和Cr7C3及未完全反应的B_4C陶瓷相,则呈不规则块状和点状在晶内弥散分布。熔覆层断面的显微硬度及表面磨粒磨损测试结果表明,熔覆层断面的显微硬度分布均匀,平均硬度可达11.9GPa,是16Mn钢基体的7.95倍,耐磨粒磨损性能是基体的7倍以上。结论晶内弥散分布的B_4C、Cr7BC4和Cr7C3硬质相与晶界成链状分布的Fe2B、FeB共同作用,使熔覆层的硬度、耐磨性明显提高。     

截齿表面感应熔覆WC增强Fe基熔覆层的研究

采用高频感应熔覆技术在采煤机截齿前端表面制备高耐磨的WC增强Fe基熔覆层,结果表明:熔覆层与基体为冶金结合,组织主要为奥氏体、鱼骨状共晶体及少量WC,增强相由(Cr,Fe)7C3,WC,Fe3 W3C及Fe3C等组成,熔覆层厚度约2 mm,硬度达63.6HRC,显微硬度平均值为1 007.9HV0.3,耐磨性为基体的4...     

多元合金加入对Fe65粉末等离子熔覆层组织和性能的影响

采用微束等离子熔覆方法,在H13钢基体上制备了以自熔性合金粉末Fe65为基础成分、添加适量Al、W、V的正交实验熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、高温回火性能和高温氧化性能。结果表明,正交实验熔覆层的显微组织中,奥氏体晶粒细小,短针状FeAl和Fe3Al金属间化合物沿晶分布,Cr7C3、WC、VC等碳化物呈枝晶分布,马氏体消失;与熔覆层后的空冷相比,经700℃高温回火后,正交组熔覆层的硬度提高,8H(Fe65-12%Al-4%W-1%V)熔覆层的硬度增加显著,抗高温回火性能最优,而参照组Fe65粉末覆层硬度明显下降,H13钢硬度则较低。在700℃高温氧化试验中,加入适量Al的正交组熔覆层的抗高温氧化性能大大优于Fe65粉末覆层及H13钢,其中8H覆层的氧化增重仅分别为Fe65粉末覆层、H13钢的32%及8.5%,表现出优异的高温抗氧化性能。     

碳钢表面激光熔覆铁基B_4C陶瓷涂层的组织与性能

利用5 kW横流连续CO2激光器,采用粉末预置法在Q235钢表面进行了激光熔覆铁基B4C陶瓷涂层的试验研究.通过试验,优化了工艺参数,深入分析了熔覆层的显微组织及相组成,测试了熔覆层显微硬度、耐磨损及耐腐蚀性能.结果表明,铁基B4C陶瓷复合涂层与基体达到良好的冶金结合,熔覆层组织主要是由短小柱状枝晶与细小的等轴晶组成,其组成相为α-Fe、Fe3C、Fe3(B,C)、Fe2B、CrB、Cr23C6等化合物,熔覆层中还发现未熔的B4C颗粒.与基体相比,熔覆层显微硬度显著提高,最高可达到1372 HV0.2,约为基体188 HV0.2的7倍;磨损实验表明,熔覆层与基体表面都出现了磨粒磨损特征的犁沟,熔覆层表面磨损的犁沟比基体浅且细密,熔覆层的耐磨性能显著提高.电化学测试结果也表明,熔覆层的耐腐蚀性能也得到了提高.     

激光与电子束熔覆(Cr,Fe)7C3复合层组织及耐磨性对比

以Fe/Cr/C粉末为添加粉末,采用CO2激光扫描和电子束扫描在903钢表面原位合成(Cr,Fe)7C3表面复合层。对两种熔覆层进行金相分析、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析对比。结果表明： 电子束熔覆层的组织均匀性较好,表层有大量(Cr,Fe)7C3初生碳化物,底部则为初生奥氏体枝状晶和(Cr,Fe)7C3/γFe共晶组织。基于电子束扫描时束流可变的工艺特点,实际应用时容易制备可控组织梯度的熔覆层。激光熔覆层也具有一定的组织梯度,但其组织均匀性较差,表层主要有γFe枝状晶和(Cr,Fe)7C3/γFe共晶组织及马氏体组织,底部则主要为马氏体组织。两种熔覆层的显微硬度体现了其中碳化物的数量及分布,电子束熔覆层碳化物含量较高,其显微硬度也较大。低应力磨损状态下,电子束熔覆层和激光熔覆层的相对耐磨性分别是基材的10.5倍和4.3倍。