氩弧熔覆Ti-C-WC增强镍基复合涂层组织和性能分析

以Ti粉、C粉、WC和Ni60A粉末为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面成功制备出Ni基增强相复合涂层,应用OM,SEM,XRD对复合涂层的显微组织和物相进行了分析.结果表明,复合涂层物相由TiC和(Ti,W)C颗粒,γ-Ni奥氏体枝晶和枝晶间的M23C6共晶组织组成,TiC颗粒相细小弥散的分布在基体上,颗粒尺寸大约1.5μm.显微硬度和耐磨性测试结果表明,涂层的显微硬度较基体Q235钢提高4倍以上;常温干滑动磨损条件下,复合涂层具有优异的耐磨性.     

激光熔覆MoSi2粉末涂层的组织结构和性能

用XRD、SEM、EDAX和显微硬度仪研究了 4 5钢基体激光熔覆MoSi2 粉末涂层的组织结构和硬度。结果表明 ,由于基体的稀释作用 ,涂层的相组成为FeMoSi、Fe2 Si和少量的Mo5Si3 。涂层组织呈现典型的细小枝晶组织特征 ,枝晶为FeMoSi领先相 ,枝晶间为FeMoSi和Fe2 Si两相共晶 ,组织中无孔隙和裂纹等缺陷。Mo、Si、Fe线扫描成分分析表明 ,这些元素都分布在涂层 基体界面处 ,且缓慢过渡 ,基体与涂层发生互扩散 ,为冶金结合。涂层硬度可达 84 5HV0 5 ,基体硬度为 180HV0 5 ,涂层硬度比基体高 3 7倍。从涂层到基体硬度逐渐降低 ,过渡区比较缓和。     

氩弧熔覆SiC/Ni复合材料涂层组织与抗磨性分析

以Ni60A粉、SiC粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出复合涂层,应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织.结果表明,复合涂层与基材实现了良好的冶金结合,复合材料涂层无单独的SiC,而是由Ni3 Si枝晶、M7 C3和γ-Ni固溶体组成,.Ni3Si枝晶均匀的分布γ-Ni固溶体基体上,涂层的显微硬度达到1 100HV0.2,涂层的耐磨性较基体提高近13倍.     

激光熔覆Fe-Al-Si复合涂层研究

采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备Fe-Al复合涂层和Fe-Al-Si复合涂层.利用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分别研究两种涂层的物相和微观组织,并测试其显微硬度和耐磨性,同时进行对比分析.结果表明:Fe-Al复合涂层主要由Fe、Al、Al2O3、Fe3Al等相组成,而Fe-Al-Si复合涂层主要由Fe、SiO2以及Al2Fe3Si4等相组成;Fe-Al复合涂层内部存在孔隙缺陷,而Fe-Al-Si复合涂层内部无裂纹、气孔等,组织更均匀细小,与基体之间冶金结合良好;Fe-Al-Si复合涂层的显微硬度和耐磨性均约为Fe-Al复合涂层的1.8倍.     

氩弧熔覆原位自生NbC增强镍基复合涂层分析

以碳粉、铌粉和Ni60A粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q345钢基材表面原位合成了NbC增强Ni基复合涂层,应用SEM,XRD对涂层的显微组织和物相进行了分析,并测试了涂层显微硬度和常温耐磨性.结果表明,复合涂层与基体界面无气孔、裂纹,呈冶金结合;涂层组织由γ-Ni,Cr23C6和NbC颗粒相组成.涂层的显微硬度HV0.2达到1 000,较基体提高3倍左右;耐磨性较基体Q345钢提高近11倍.     

氩弧熔覆Mo—Ni-Si复合涂层组织与性能的研究

以Mo、Ni、Si粉末为原料,利用氩弧熔覆技术,在廉价的Q235钢材表面原位合成了MoNiSi/Ni3Si金属硅化物复合涂层.应用扫描电镜﹑X射线衍射仪﹑显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了观察和分析.结果表明:熔覆层与基体呈冶金结合,且整个涂层组织均匀,无气孔和裂纹等缺陷;涂层由初生相MoNiSi﹑共晶相MoNiSi/Ni3Si和α-Fe组成;涂层的显微硬度可达1 050～1 100 HV.     

Q345钢表面氩弧熔覆Ni-Si-Nb-C复合涂层组织和性能的研究

利用氩弧熔覆技术,以镍粉、硅粉、铌粉和碳粉为原料,在Q345钢基材表面原位合成Ni-Si-Nb-C复合涂层,应用SEM,XRD对涂层的微观组织和物相进行了分析,并测试了涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明:复合涂层与基体界面无气孔、无裂纹,呈冶金结合;复合涂层组织由γ-Ni,Ni3Si,Nb C和α-Fe组成。复合涂层的显微硬度达到1100 HV0.1,较基体提高3倍左右;复合涂层提高了Q345钢的耐磨性。     

氩弧熔覆原位合成Ti(C,N)-WC增强镍基表层复合材料的研究

以Ni60A粉、TiC粉、TiN粉、WC粉和Co粉为原料,在Q235钢的表面用氩弧熔覆原位合成技术制备了Ti(C,N)-WC增强镍基复合材料涂层。分析了涂层的显微组织、化学成分、硬度变化和摩擦磨损特性。研究结果表明:熔覆层组织主要由富Ni的γ(Ni,Fe)相,Ti(C,N),WC和(Fe,Cr);C等组成。与Q235钢基体相比,涂层的显微硬度和耐磨性分别是基体Q235钢的6.5倍和10倍。显微硬度由表及里呈先上升后下降的阶梯状趋势,到热影响区时又明显降低。基体Q235钢的磨损机制为粘着磨损和磨料磨损,而复合涂层的的磨损形式主要是磨屑充当第三体引起的磨粒磨损。     

氩弧熔覆WC＋Ni3Si/Ni基复合涂层的组织与耐磨性

以Ni粉、Si粉、WC粉为原料,采用氩弧熔覆技术,在Q235钢表面制备出由WC、Ni3Si增强的Ni基耐磨复合涂层.利用XRD和SEM分析了氩弧熔覆层的相组成及显微组织,并测试了氩弧熔覆层的显微硬度和磨损性能.结果表明,熔覆区的组织是在Ni基体上均匀地分布着WC颗粒和Ni,Si枝晶,显微硬度最高可达1400 HV0.2;复合涂层中存在颗粒强化、细晶强化和同溶强化等多种强化作用,大幅度地提高了Q235钢的耐磨性能.     

Q235钢氩弧熔覆铁基合金涂层的耐磨性研究

和用氩弧熔覆技术,选择合适的工艺参数,在Q235钢材表面熔覆了铁基合金耐磨涂层.通过金相显微镜和SEM分析了熔覆涂层的显微组织,并测试了涂层的显微硬度和耐磨性.结果表明,在Q235钢表面制备了以马氏体组织和γ-(Fe-Cr-Ni-C)合金固溶体为基体,以(Cr,Fe)7C3、Fe3C、Fe2B等化合物为增强相的合金涂层;涂层的显微硬度可达600 HV;涂层的耐磨性较基体提高近8倍.在低碳钢表面熔覆一层耐磨材料,既保留了低碳钢较高的塑、韧性,又提高了表面层的硬度和耐磨性.     

SiCf/SiC复合材料表面Si/Yb2Si2O7双层涂层结合强度分析

目的 通过选择合适的复合材料拉伸方向和涂层制备工艺,在SiCf/SiC复材上获得高结合强度的Si/Yb2Si2O7双层涂层.方法 采用真空等离子喷涂技术在2.5D编织的SiCf/SiC复合材料表面制备Si涂层、Si/Yb2Si2O7双层涂层.采用金相、XRD、SEM和EDS对试样进行表征,采用拉伸试验测试涂层的结合强度...     

Degradation of TiN Coatings on Inconel 617 and Silicon Wafer Substrates Under Pulsed Laser Ablation

The degradation behavior of TiN coatings on Inconel 617 and silicon (Si) wafer substrates was compared following Nd:YAG pulsed laser ablation to apply thermomechanical stress. Surface cracks and pores were observed on the TiN coating on the Inconel 617 after five pulses, and melting of the coating was occurred over ten pulses. The TiN coating on the Si wafer also showed surface cracks and pores, but there was no surface melting. As the pulses were increased, the surface roughness of the TiN coating on Inconel 617 increased more than the TiN coating on the Si wafer, and interfacial cracking was the dominant degradation behavior on the Si wafer. The hardness of the TiN coating decreased below 50% of its initial value (2200 HK) after five pulses on the Inconel 617, whereas over 70% of the initial value (2400 HK) was maintained on the Si wafer. The TiN coating on Inconel 617 showed diffusion of substrate atoms to the surface, while Si was not found in the TiN coating on the Si wafer even after 25 pulses. It was determined that the decrease in hardness was influenced by the cracking behavior and the diffusion of atoms from the substrate.     

Si含量对CrSiN涂层结构和性能的影响

目的在室温条件下,采用物理气相沉积(PVD)磁控溅射沉积方法,通过控制Si靶功率制备具有不同Si含量的CrSiN涂层,以探究Si元素对涂层结构和性能的影响。方法通过X射线衍射、能谱仪测试、纳米压痕测试、维氏硬度压痕测试和摩擦磨损实验,分别评价CrSiN涂层的结构、硬度、韧性和耐磨性能,并通过扫描电子显微镜对压痕形貌进行分析。结果所有CrSiN涂层均呈(111),(200)取向的Na Cl结构。随着Si含量增加,XRD峰呈宽化趋势,晶粒细化效果明显。随Si元素的加入,CrSiN涂层硬度、模量和韧性均呈先增加后降低的趋势。相比Cr N涂层,Si的原子数分数为3.2%时,CrSiN涂层的硬度由21.4 GPa增至35.7 GPa,模量由337.7 GPa增至383.9 GPa,塑性指数由0.5增至0.55,实现了强韧一体化。加入Si元素,CrSiN涂层的耐磨损性能得到改善,且Si的原子数分数为3.2%,磨损率最低,为1.0×10~(-17)m~3/(N·m),提高了约一个数量级。结论 Si元素的加入可以有效改善CrSiN涂层的结构,提高CrSiN涂层的硬度、韧性和磨损性能,但需加入适量的Si,才可实现性能最优化。     

表面活性剂对Ni-Si3N4复合镀层的影响

通过分析3种典型表面活性剂对Si3N4微粒在镀液中悬浮性的影响,研究各表面活性剂对Ni-Si3N4复合层中微粒含量、沉积速率和镀层硬度的影响及作用机理。结果表明,阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵可提高复合镀层中Si3N4微粒含量和镀层硬度,有利于Ni-Si3N4的沉积;非离子表面活性剂甲酰胺对Ni-Si3N4镀层的影响不显著。选择适当的阴离子表面活性剂和阳离子活性剂的混和比例,可以获得较好的Ni-Si3N4镀层。     

中碳结构钢P-C法表面改性层耐蚀性的研究

应用 P- C法 ( Pack- Cementation)对中碳结构钢进行表面涂覆 ,获得了 Cr- Si- Al复合表面改性层。用电子探针及能谱测定了涂层的表面成分及 Cr、Si、Al在涂层中的分布 ,用 X射线测定了涂层中的相结构。将涂覆后的试样在酸、碱、盐溶液中进行腐蚀试验 ,结果表明 ,中碳结构钢经 P- C法涂覆后 ,表面具有优良的抗多种介质腐蚀的能力     

硅对氩弧熔敷原位制备WC颗粒增强涂层组织及性能的影响

通过配制不同硅含量的WC颗粒增强涂层,借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和磨粒磨损试验机等,对比研究硅对氩弧熔敷原位制备WC颗粒增强涂层组织及性能的影响. 结果表明,当硅含量为0～5%,硅能促进WC形核与长大,抑制Fe₃W₃C等M₆C碳化物的形成. 其中当硅含量为5%时,涂层中WC分布均匀,涂层性能达到最佳,其相对耐磨性达到最高值. 当硅含量继续增加到7.5%以上时,WC颗粒反而细化,且团聚现象明显,涂层耐磨性下降.     

中碳结构纲P-C法表面改性层耐热性的研究

为了提高中碳结构钢在各种腐蚀性介质中的耐蚀性 ,应用 P- C(Pack- Cementation)法进行复合表面涂覆 ,获得了 Cr- Al- Si复合表面改性层。研究了涂覆温度及时间对涂层表面成分的影响 ,用电子探针及能谱测定了涂层的表面成分及 Cr- Al- Si在涂层中的浓度分布 ,用 X射线测定了涂层中的相结构 ,确定了最佳的涂覆工艺参数。将涂覆后的中碳结构钢试样在空气介质中进行高温氧化试验 ,结果表明 ,P- C法涂覆形成的 Cr- Al- Si复合表面改性层在空气介质中具有优良的抗高温氧化性能。     

金属钼表面Mo-C-N-Si涂层的制备及其高温氧化特性

在金属钼表面制备了Mo-C-N-Si涂层,研究了涂层在1600℃大气环境下的氧化特性,采用SEM和XRD分析了涂层的微观结构和物相组成。结果表明:Mo-C-N-Si涂层以MoSi2为主相,SiC和Si3N4为次相,存在Mo2C+MoxN中间层;由于扩散和氧化反应,涂层在氧化初期形成SiO2氧化膜层、MoSi2主体层、Mo5Si3层和Mo2C+MoxN层等四层结构,氧化后期转变为Mo2C+MoxN层和Mo3Si+Mo5Si3层的双层结构,导致涂层失效。由于C、N的引入,涂层抗热震性能良好。     

Preparation and cytocompatibility of Si-incorporated nanostructured TiO2 coating

Silicon (Si)-incorporated TiO₂ coating with porous and nanostructured surface on titanium was prepared by plasma electrolytic oxidation (PEO). The microstructure, phase composition and elemental distribution of the coating were characterized using scanning electron microscopy, X-ray diffraction and energy-dispersive X-ray spectrometry. MG63 cells were cultured on the surface of the coating to investigate its cytocompatibility. Potentiodynamic polarization tests were used to measure its corrosion resistance. The results showed that Si was successfully incorporated and distributed homogeneously in the coating. The Si-incorporated coating showed a denser and finer coating structure and higher MG63 cell proliferation rate and vitality than Si-free coating. The corrosion resistance of the Si-incorporated coating was also significantly improved. In conclusion, it is an interesting and promising way to regulate the functions of the coatings by introducing desired elements, such as Si, by PEO technique.     

搅拌摩擦加工改性冷喷涂Al-12Si合金涂层的组织和性能

采用冷喷涂在碳钢基体上沉积制备了Al-12Si合金涂层,分别采用平端面和渐开线端面的无针搅拌头以950r/min转速对涂层表面进行搅拌摩擦加工(FSP)改性。采用光镜和扫描电镜对喷涂态和FSP改性后涂层的组织结构进行了表征。结果表明:采用两种搅拌头获得了不同形貌的组织,随着渐开线端面搅拌头的移动,提高了热输入,涂层中组织出现了过热造成的气孔缺陷。Si颗粒在FSP的塑性变形过程中得到了充分的混合,均匀地分散在了涂层中,分析表明沉积粒子的再分布和晶粒的细化能显著提高涂层的表面性能,此外,两种FSP搅拌头改性后涂层表面的硬度分别为113.8HV0.5和125.1HV0.5。