表面滚压强化A473M钢的组织及性能

为了提高A473M马氏体不锈钢表面的耐磨性能,采用滚压加工强化不锈钢表面,对其组织及性能进行研究,并确定了最佳工艺参数.采用扫描电子显微镜、白光干涉仪、显微硬度计和摩擦磨损实验机对不锈钢的硬化层组织、表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能进行表征.结果表明,当滚压进给量由0.05 mm/r增加至0.15 mm/r时,不锈钢表面粗糙度变化趋势呈“∨”形,表面显微硬度和磨损性能的变化趋势呈“∧”形.当进给量为0.1 mm/r且表面粗糙度为62.7 nm时,不锈钢硬化层组织明显细化,滚压层表面显微硬度达到550 HV且为基材的2.2倍,硬化层深度达到200 μm,相对耐磨性为3.7.     

表面滚压强化A473M钢的组织及性能

为了提高A473M马氏体不锈钢表面的耐磨性能,采用滚压加工强化不锈钢表面,对其组织及性能进行研究,并确定了最佳工艺参数.采用扫描电子显微镜、白光干涉仪、显微硬度计和摩擦磨损实验机对不锈钢的硬化层组织、表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能进行表征.结果表明,当滚压进给量由0.05 mm/r增加至0.15 mm/r时,不锈钢表面粗糙度变化趋势呈"∨"形,表面显微硬度和磨损性能的变化趋势呈"∧"形.当进给量为0.1 mm/r且表面粗糙度为62.7 nm时,不锈钢硬化层组织明显细化,滚压层表面显微硬度达到550 HV且为基材的2.2倍,硬化层深度达到200μm,相对耐磨性为3.7.     

316L不锈钢激光熔覆层的组织及硬度分析

在304不锈钢表面预置316L不锈钢粉末,采用CO2激光器熔覆制备316L粉末涂层.观察了激光熔覆表面形貌的成形质量,研究了不同工艺参数对熔覆层微观组织、显微硬度和材料成分的影响.结果表明:熔覆涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;熔覆层是由细小等轴晶和柱状晶组成,且当激光功率为1.5 kW时,奥氏体晶粒更加均匀、细小;激光功率对熔覆层的显微硬度影响不大,激光熔覆前后,组织成分(质量分数,全文同)没有明显变化,316L不锈钢熔覆粉末适用于304不锈钢基材的修复.     

真空熔覆原位自生WC/Ni基复合涂层的组织及耐磨性能x

为了提高煤油泵的使用寿命,利用真空熔覆技术在316L不锈钢表面原位合成了W_{C/Ni基复合涂层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了复合涂层的显微组织和相组成,并对其进行了硬度测量和摩擦性能试验.结果表明,复合涂层组织细密且与基材呈冶金结合.复合涂层主要由γ-Ni固溶体、原位生成的WC、(Cr,Fe)7C3和Cr7C3相组成,且WC相弥散分布在γ-Ni固溶体中.复合涂层的硬度约为316L不锈钢基材的4倍,相对耐磨性约为基材的37倍.xx}x     

S32760双相不锈钢Co基等离子堆焊组织耐腐蚀性研究

采用等离子堆焊技术,在S32760双相不锈钢表面堆焊Stellite 12 Co基合金熔覆层,研究了其微观组织、硬度及耐腐蚀性。结果表明,S32760双相不锈钢堆焊Stellite 12 Co基合金后,堆焊层主要由枝晶状γ-Co固溶体和花瓣状枝晶间γ-Co与碳化物共晶组织组成;由于等离子堆焊基体稀释率小,堆焊后热影响区范围小,因此没有出现明显的热影响区硬度高于母材硬度的现象,合金堆焊层硬度在490～510 HV;母材和合金堆焊层表现出良好的耐腐蚀性。     

经激光表面熔凝处理的Mg-11Y-2.5Zn合金的显微组织和摩擦学性能

用X-ray衍射和激光共聚焦扫描显微镜对经激光表面熔凝处理的Mg-11Y-2.5Zn合金进行显微组织和相组成分析,并测量改性层硬度变化。研究结果表明,经激光表面熔凝处理后,改性层由熔化区和热影响区组成,熔化区的显微组织明显细化,硬度有所改善。研究了经激光表面处理和铸态Mg-11Y-2.5Zn合金的摩擦学性能,滑移速率为0.785m/s,载荷范围为20～320N。两者的摩擦因子无显著差异,但经激光表面处理的Mg-11Y-2.5Zn合金表现出较低的磨损率,归结于熔凝区的组织细化和硬度增加。SEM磨损表面形貌分析表明,激光表面熔凝处理的合金与未处理合金的磨损机制基本相同,轻微磨损阶段为磨粒磨损和剥层磨损,严重磨损阶段为表面热软化和熔化磨损。     

高能脉冲冷焊Fe基合金改性层的组织及性能

为了进一步提高核泵用钢的耐磨性能及抗空蚀性能,采用高能脉冲冷焊技术在304不锈钢表面制备了Fe基合金改性层.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对改性层的显微组织和相结构进行了分析,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及超声波振荡空蚀仪分别对改性层的显微硬度、耐磨性与抗空蚀性能进行了研究.结果表明,改性层组织细密,且主要由基体相α-Fe和硬质碳化物相Cr_(23)C_6和Cr_7C_3组成,改性层的最高显微硬度可达510 HV,相对耐磨性为3.88.空蚀5 h后,改性层的失重量和表面粗糙度分别约为304不锈钢基材的1/5和1/6.     

真空熔覆原位自生W_xC/Ni基复合涂层的组织及耐磨性能

为了提高煤油泵的使用寿命,利用真空熔覆技术在316L不锈钢表面原位合成了W_xC/Ni基复合涂层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了复合涂层的显微组织和相组成,并对其进行了硬度测量和摩擦性能试验.结果表明,复合涂层组织细密且与基材呈冶金结合.复合涂层主要由γ-Ni固溶体、原位生成的W_xC、(Cr,Fe)_7C_3和Cr_7C_3相组成,且W_xC相弥散分布在γ-Ni固溶体中.复合涂层的硬度约为316L不锈钢基材的4倍,相对耐磨性约为基材的37倍.     

Zr元素对CoCrCuFeMn高熵合金组织及耐磨性能的影响

高熵合金突破以一种或两种元素作为基元的传统合金设计理念,以等摩尔比或近等摩尔比制备出具有简单相结构且综合性能优异的多主元合金,有望使金属材料的性能极限和应用空间得到进一步拓展。为了研究元素掺杂对合金物相结构、显微组织和耐磨性能的影响机理,采用真空熔炼法制备出等摩尔比的CoCrCuFeMn和CoCrCuFeMnZr高熵合金。利用XRD、OM、SEM、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了Zr元素添加前后CoCrCuFeMn合金的物相结构、显微组织、硬度和耐磨性。研究发现：添加Zr元素后CoCrCuFeMnZr合金的物相结构由原来的两种FCC相转变为两种HCP相,显微组织明显细化,仍为典型的树枝晶结构。两种合金的摩擦曲线都呈现先增大后降低再稳定的变化趋势,添加Zr元素后合金的摩擦因数与质量损失率分别从原来的0.57、4.14%降低到0.47、0.49%,显微硬度从219.6HV提高到983.5HV。结果表明：合金相结构发生HCP转变主要与凝固过程中易于形成富含大原子半径Zr元素的粗糙固液界面和之字型为主的HCP位向关系有关。Cu在晶间区域富集的原因在于其熔点最低、电负性最大、原子半径仅次于Zr,且与除Zr外的所有合金元素均具有相应最大的正混合焓,故而使其在凝固最晚的晶间区域聚集。Mn元素偏析系数最小是由于其熔点仅高于Cu和具有除Zr外最大的电负性差,且与Co和Zr之间存在负的混合焓,而与Cu之间具有最大正混合焓,不利于其进行长程扩散和进入领先相的点阵格位所致。Zr元素添加使合金硬度和耐磨性大幅提高则是由于细晶强化、固溶强化和相结构转变所致。     

CO_2激光熔覆镍基合金粉末的组织和性能

为了提高核发电成套设备的阀体性能,采用CO_2激光器在SUS316LN奥氏体不锈钢表面熔覆了镍基合金粉末.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪、X射线衍射仪、能谱分析仪、显微硬度计和磨损试验机等对熔覆层的组织和性能进行了研究.结果表明,从熔覆层熔合线到表面的组织依次由平面晶生长区、亚共晶区,共晶区与过共晶区组成.亚共晶组织的初晶相由γ-Ni相组成,而过共晶组织的初晶相由Cr B和Cr7C3相组成.CO_2激光熔覆层具有较高的维氏硬度和耐磨性能,且其裂纹断口形貌属于解理断裂.     

马氏体不锈钢等离子堆焊铁基合金组织及磨损性能

为了研究马氏体不锈钢的表面性能,采用等离子堆焊技术在Z5CND16-04不锈钢表面制备铁基合金堆焊层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销盘磨损实验机等检测设备,对堆焊层的组织结构、成分、硬度和磨损性能进行了研究.结果表明,铁基合金堆焊层主要由α-Fe、(Fe,Cr,Mo)7C3和(Fe,Cr,Mo)23C6相组成,添加稀土元素后相组成无明显变化.铁基合金堆焊层的硬度和耐磨性均明显高于马氏体不锈钢基材.添加适量的CeO2后,明显细化了堆焊层的显微组织.     

等离子堆焊原位合成WC增强Ni基合金改性层

为了进一步提高Ni基合金的耐磨性能,采用等离子堆焊技术在304L奥氏体不锈钢表面原位合成WC增强Ni基合金改性层.利用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销-盘磨损试验机等设备对改性层的显微组织、成分、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究.结果表明:当Ni基合金改性层中直接加入WC颗粒时,WC颗粒出现"沉底"现象,改性层组织不均匀,而通过原位反应合成的WC相呈块状弥散分布于整个改性层,加入适量的氧化钇后,改性层组织变得细小致密,WC增强相的形态、尺寸和分布等均发生了变化,改性层硬度显著提高,耐磨性提高了2倍以上.     

激光堆焊Co基合金与VC混合粉末组织和性能

为了降低激光堆焊层的裂纹敏感性,提高其耐磨性,堆焊过程采用CO₂激光器,将Co基合金与VC的混合粉末堆焊到SM400B低碳钢和SUS304不锈钢母材上,使用OM、XRD、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机对堆焊层的显微组织、硬度和耐磨性进行了研究.结果表明,Co基合金与VC混合粉末堆焊层的显微组织可分为2种类型：亚共晶组织和过共晶组织;堆焊层的耐磨性能和维氏硬度随着VC质量分数的增加而增加;相同堆焊条件下,SUS304母材的裂纹敏感性比SM400B母材的裂纹敏感性低.     

W对Co基合金熔覆层组织和耐锌蚀性能的影响

为了提高热镀锌生产线关键部件的使用寿命并节约热镀锌成本,采用半导体激光器在316L不锈钢表面制备了具有不同成分的两种钴基合金熔覆层.分别对激光熔覆层的组织形貌、成分、相结构、显微硬度及耐锌蚀性能进行了研究.结果表明,W元素的加入使得熔覆层晶粒发生细化,熔覆层组织主要由γ-Co固溶体、Co_3Mo_2Si相和少量Cr_7C_3相组成,同时还生成了少量弥散分布的Co_6W_6C相.添加W元素后熔覆层的平均硬度可达986 HV,相比未添加W元素的Co基合金熔覆层约增加了114 HV,且约为316L不锈钢的4.5倍.与原Co基合金熔覆层相比,添加了W元素的Co基合金熔覆层中弥散分布的Co_6W_6C相使熔覆层耐锌蚀性能大幅度提高.     

高能脉冲类激光熔覆镍基合金层的组织及性能

为了提高304不锈钢表面的综合性能,采用高能脉冲类激光熔覆沉积技术在304不锈钢表面制备了镍基合金熔覆层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、销-盘磨损试验机与电化学测试系统对镍基合金熔覆层的显微组织、相结构、耐磨损性能和电化学腐蚀性能进行了研究.结果表明,镍基合金熔覆层与304不锈钢基材呈良好的冶金结合,熔覆层的相对耐磨损性为304不锈钢基材的4.4倍.熔覆层组织由γ-Ni基体相、Ni_3Mo、Fe_7Mo_3和Cr_(23)C_6碟状增强相与不规则棒状增强相组成.增强相是提高耐磨损性能的主要原因,增强相与基体相的电极电位差是导致腐蚀电流密度增加的主要原因.     

稀土对激光熔覆Co基合金组织及性能的影响

为了提高热镀锌生产线关键部件的使用寿命,采用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了具有不同稀土氧化物含量的Co基熔覆层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计研究了稀土氧化物对Co基合金熔覆层显微组织、相结构、显微硬度的影响.结果表明,稀土氧化物使得Co基合金熔覆层的组织更为细化,且硬度更高.添加质量分数为0.5%的CeO_2后,Co基合金熔覆层的显微硬度高达900 HV.Co基稀土合金熔覆层主要由γ-Co、Cr_7C_3及相应稀土氧化物组成.稀土氧化物的加入有效延缓了由锌液沿微裂纹扩展引起的溶解腐蚀.添加质量分数为0.5%的CeO_2后,Co基合金熔覆层的腐蚀深度约为12μm,锌蚀过渡层平直且完整,耐锌蚀性优异.     

等离子堆焊镍基合金粉末的组织与性能

为了提高核电成套设备的阀体性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪和能谱仪分析了堆焊层的组织形态和成分分布,利用显微硬度计测量了堆焊层的硬度,利用磨损试验机分析了堆焊层的耐磨性.结果表明,堆焊层主要由过共晶组织组成,从熔合线到堆焊表面堆焊层组织依次为平面晶生长区、亚共晶组织区、共晶组织区和过共晶组织区.堆焊层金属相由γ-Ni、CrB、Cr_2B、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6组成,初晶相由硼化物(CrB或Cr_2B)和碳化物(Cr_7C_3或Cr_(23)C_6)组成,而共晶组织主要由富(Ni,Fe)奥氏体固溶体或富Ni奥氏体固溶体组成.堆焊层表面平均硬度达到50 HV以上,约为基体硬度的3~5倍,与母材相比堆焊层的耐磨性约提高了9倍.