汽车用镁合金激光表面熔覆Al-Si合金涂层组织和性能研究

采用激光熔覆技术在汽车用镁合金表面制备Al-Si合金涂层,对Al-Si合金涂层的组织和性能进行研究。结果表明,Al-Si合金熔覆层组织主要为树枝晶,主要物相为Mg_2Al_3、Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si。镁合金激光表面熔覆Al-Si合金涂层硬度分为4个不同区域,分别为熔覆层、结合区、热影响区和镁基体,其中次表层硬度最高,基体层硬度最低。镁合金表面随着激光功率的增加,熔覆层耐磨性和耐腐蚀性能提高。随着激光功率的增加,耐磨性先增加后降低,耐蚀性逐渐提高。     

激光功率对Cr12钢铁基熔覆层的组织和显微硬度的影响

以铁基合金为熔覆粉末材料,采用不同激光熔覆功率进行单层单道激光熔覆,分析了光纤激光功率参数对熔覆层组织和性能等方面的影响。结果表明,随着激光功率的增加,激光熔覆层的显微组织形态由胞状晶和柱状树枝晶向树枝晶转变。其他工艺参数不变,组织中的晶粒尺寸随着激光功率的增大而增加。熔覆层显微硬度随距熔覆层表面距离的增加而增加,在距表面0.8mm处达到峰值,随后降低至母材硬度值附近,当激光功率为700W时,0.8 mm处显微硬度值最大,硬度HV_(0.2)为681.16。熔覆层中所含有的主要物相为Fe_(0.94)Ni_(0.054)、[Fe,Ni]、Cr_3C_2和Cr_(23)C_6。     

铝青铜片与Q345钢激光熔覆工艺与组织

采用单道熔覆试验,在Q345钢表面激光熔覆铝青铜片,研究激光功率和扫描速度对熔覆层组织及显微硬度分布的影响。结果表明,激光熔覆铝青铜覆层内组织致密,与基体呈冶金结合,随着激光能量密度的增加,熔覆层组织逐渐由细小等轴晶向大量树枝晶过渡,覆层无气孔、裂纹等缺陷。覆层中主要有α相、β相、γ2相、κ相以及Fe相。热影响区硬度最高,覆层次之,基体硬度最低。随着扫描速度的增加,覆层硬度逐渐增加,随着激光功率的增加,覆层硬度逐渐降低。     

激光功率对Ni-WC熔覆层组织与性能的影响

用HGL-6000型横流CO₂激光器在316L不锈钢表面熔覆Ni-WC涂层。采用金相显微镜观察熔覆层组织形貌;利用显微硬度计和电化学工作站研究了不同激光功率对熔覆层硬度及耐蚀性的影响。结果表明,熔覆层组织主要为树枝晶及共晶组织自表面向内部逐渐粗化;随激光功率增加,熔覆层组织先细小后变得粗大,当激光功率为3500 W时,组织最细小;随功率增加,熔覆层硬度降低,且自表面至结合处均呈下降趋势,当激光功率为2500 W时,熔覆层硬度（573HV1）最高,为基体的3.3倍,功率为3500 W时,熔覆层硬度为基体的2.2倍;随功率增加,熔覆层耐蚀性先增强后减弱,功率为3500 W的熔覆层耐蚀性优于其它功率的熔覆层且与316L不锈钢耐蚀性相当。     

激光功率对Zr基复合涂层微观组织与性能的影响

选取Zr、Cu、Ni和Al的混合粉末为原料,在纯Ti基板上利用激光熔化沉积技术制备了Zr-Cu-Ni-Al单道熔覆涂层试样。采用X射线衍射分析仪、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪等研究了激光功率对熔覆层显微组织与性能的影响。研究结果表明:熔覆涂层组织由非晶和金属间化合物组成,基体Ti对熔覆层的稀释作用是涂层发生晶化的主要原因;熔覆涂层中树枝晶尺寸随着激光功率的增加而变大,熔覆试样的硬度也随着树枝晶尺寸的增大而降低,最高可达(631±4) HV0.3,约为基体硬度的5倍,对基体具有显著强化效果。     

激光功率对T10钢表面高熵合金熔覆层组织及性能的影响

利用激光熔覆方法在热处理后的T10A钢表面制备FeCrTiMoNiCo高熵涂层,然后利用X射线衍射仪和显微镜分析了试样熔覆层及基体界面处的相结构及组织变化,并采用显微硬度计测试了试样处理后的截面硬度。结果表明,经过激光熔覆技术得到的高熵合金层主要由Fe基固溶体组成,并且含有少量的金属间化合物,激光功率对化合物组成有一定影响。熔覆层的组织为椭圆形胞状晶和柱状晶,其中胞状晶沿着短轴方向排列成长条状,熔覆层厚度随激光功率的增加逐渐提高。熔覆层的硬度最高达到了780 HV,比基体硬度高230 HV,随激光功率的增加,硬度先增加后降低。     

激光熔覆铁基合金涂层的组织及摩擦磨损性能

利用激光熔覆技术在20CrNi2MoA钢表面制备铁基合金涂层。研究了激光功率对熔覆层显微组织、显微硬度的影响,分析了熔覆层和基体的摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层组织由内及表依次为平面晶-胞状晶-树枝晶-等轴晶,无裂纹、气孔等缺陷,与基体呈良好的冶金结合。在一定功率范围内,激光功率增加使得枝晶尺寸增大以及显微硬度下降。在相同磨损参数下,激光功率为2.5、2.8 kW时熔覆层磨损量为7.35×10~(-3)mm~3和1.401×10~(-2)mm~3,相对耐磨性为基体的10.3倍和5.42倍,稳定磨损阶段熔覆层摩擦系数在0.24和0.26左右,而基体稳定在0.35左右。     

激光熔覆Fe基合金粉末熔覆层的组织及性能研究

采用金相显微分析、EDS分析等方法,研究了激光熔覆Fe基合金粉末熔覆层的组织及性能。结果表明:该激光熔覆层的表面微气孔数量与熔覆速度有关,熔覆速度越快,出现微气孔的概率越大。该熔覆层的显微组织主要由平面晶、胞状晶和树枝晶等组成,在树枝晶的不同区域存在成分偏析。随着熔覆速度的增加,该激光熔覆层的硬度和耐腐蚀性都会受到影响。     

EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层的微观组织及性能

在EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及显微硬度仪研究熔覆层微观组织及物相结构,并分析熔覆试样的力学性能。结果表明,Fe314合金熔覆层成型良好,无缺陷。熔覆层底部组织由平面晶与平面晶上方垂直于界面生长的粗大树枝晶组成,中部与上部组织以交叉树枝晶为主。熔覆层主要由奥氏体枝晶与枝晶间的(Cr、Fe)7C3相组成。熔覆层的显微硬度值高于基体,熔覆试样抗拉强度升高,但塑性韧性降低。冲击试样断口熔覆层为宏观上解理断裂,微观上局部准解理断裂的混合断裂机制,基体为宏观上小孔聚集型断裂,微观上准解理断裂的韧性断裂机制。     

激光工艺参数对TiC增强钴基合金激光熔覆层组织及性能的影响

采用6 kW CO_2激光制备了含10%的TiC-钴基合金熔覆层,通过OM、SEM、EDS、XRD及显微硬度计,研究激光工艺参数对熔覆层显微组织、成分、物相及硬度变化的影响规律。结果表明,熔覆层主要由γ-Co、TiC/(Ti, W)C_(1-x)、Cr-Ni-Fe-C和少量的Cr_7C_3相组成,从基体表面到熔覆层表层,组织由细树枝晶→等轴枝晶→细树枝晶,TiC弥散分布于二次枝晶臂根部、顶端或一次枝晶臂上。随激光功率降低或扫描速率增加,熔覆层枝晶含量增加,枝晶间距呈现增大趋势,TiC含量显著增加,尺寸变小,分布更均匀,而TiC形貌从边缘平滑的近圆形向不规则多边形转变,TiC溶解再析出会抑制一次枝晶或二次枝晶生长。实验范围内,随激光功率降低或扫描速率增加,熔覆层表层硬度增加,最高硬度为1246.6 HV_(0.2),相对基体提升接近5倍。     

激光功率对17-4PH丝材激光熔覆组织及硬度的影响

目的 研究激光功率对17-4PH不锈钢丝材激光熔覆组织及硬度的影响,以确定最佳激光熔覆功率,为17-4PH不锈钢丝材激光熔覆的应用提供参考.方法 在27SiMn钢活塞杆表面,对17-4PH不锈钢丝材进行了不同激光功率熔覆试验,利用金相显微镜和扫描电子显微镜表征不同激光功率熔覆层的微观组织,使用硬度计测量不同激光功率熔覆层和基体的硬度.结果 当激光功率分别为1600、1800、2000、2200 W时,熔覆层的高度由1119μm降低到1006μm,基体的穿透深度和热影响区宽度都随激光功率的增加而增大,熔覆层的组织主要为较短无方向性的板条马氏体.当激光功率为2400、3000 W时,熔覆层的高度、基体的穿透深度和热影响区宽度均随激光功率的增大而增加,最大值分别达到1119、310、638μm,熔覆层的组织主要由具有方向取向的板条马氏体组成,靠近基材的位置由晶粒细小而致密的等轴晶组成,随着激光功率的增加,熔覆层弥散析出的沉淀颗粒越来越多.此外,熔覆层和热影响区的显微硬度均高于基体,随着激光功率的增加,熔覆层的显微硬度明显增大,最高可达479.4HV0.2.结论 综合考虑激光功率对17-4PH不锈钢丝材激光熔覆组织及硬度的影响,2600 W为最佳激光熔覆功率.     

激光熔覆修复铜合金零件的工艺研究

研究了铜合金表面激光熔覆修复工艺和熔覆层组织.结果表明,采用优化的激光功率和扫描速度,可在黄铜基体表面熔覆与基体呈冶金结合、无裂纹的锡青铜合金修复涂层;其熔覆层组织具有快速凝固特征,熔覆层从下到上分别为细小胞状晶、粗大树枝晶、细小枝晶和胞状晶组织.     

球墨铸铁表面激光熔覆Fe-Cr-Si-B涂层

在球墨铸铁QT600-3表面激光熔覆铁基合金涂层,分析测试了激光熔覆层的微观组织、显微硬度以及界面处Fe、Cr元素的分布情况。结果表明:激光熔覆区为胞状晶和树枝晶结构,组织均匀致密,Fe、Cr等元素在熔覆层与母材间发生了相互扩散,形成良好的冶金结合,并有硬质点的弥散分布,使得涂层硬度大幅度提高,大约为基体硬度的2.6倍。     

激光熔覆制备Fe-Al金属间化合物覆层

分别以纯Fe3Al粉、铁基合金粉 铝粉为原料,采用激光熔覆工艺在钢基体表面制备Fe-Al金属间化合物.利用扫描电镜、能谱仪与X射线衍射等方法对熔覆合金层以及与钢基体的结合界面等进行了显微组织与相结构的分析.结果表明,采用这两种原料均可以获得与基体之间良好冶金结合的Fe-Al合金覆层,覆层组织致密,均与基体实现了良好的冶金结合;直接熔覆Fe3Al工艺的覆层存在裂纹现象,而铁基合金粉 铝粉反应合成工艺的覆层组织含少量孤立微孔隙,但无裂纹缺陷;直接熔覆Fe3Al的覆层组织由粗大的等轴状晶团构成,等轴状晶团内部及晶界由大量极细小的板条状Fe3Al晶粒构成,许多相邻板条晶之间具有一致的晶体取向;反应合成工艺的覆层组织主要由大量细密、均匀的树枝晶构成,树枝晶所含元素的原子比Fe:Al:Ni:Cr:Si大约为55:24:8:8:5.     

扫描速度对中锰铁基合金激光熔覆层组织和性能的影响

利用激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备了中锰铁基合金熔覆层。采用OM、SEM、XRD、显微硬度仪及SRV4摩擦磨损试验机对不同扫描速度下熔覆层的组织及性能进行了研究。结果表明:熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆层均由熔覆区、热影响区和基体三部分组成,其组织由下至上依次为平面晶、树枝晶和胞状晶,且随扫描速度的增大,组织细化。熔覆层组织由马氏体和奥氏体组成,且随着扫描速度的增大,马氏体含量略有增加。熔覆层的显微硬度随着扫描速度的增加呈减小的趋势,在5 mm/s时硬度达到最大的739 HV0.1。熔覆层的耐磨性好于基体,但随扫描速度的增大而变差,5 mm/s时耐磨性最好,相对磨损性是基体的2.57倍。     

等离子熔覆Fe基复合涂层的组织与性能

利用等离子熔覆技术,在45钢基体表面制备了Fe基合金熔覆层.采用金相显微镜、显微硬度计对熔覆层组织、性能进行研究.结果表明,熔覆层组织由树枝晶、等轴晶组成,涂层中含有一定量的化合物,无气孔、夹杂,其中树枝晶组织粗大,等轴晶组织细小;熔覆层具有较高的硬度,并且由表面到基体硬度呈梯度分布;熔覆层中等轴晶的显微硬度最高可达1234 HV0.1,是45钢基体的4倍.     

扫描速度对激光熔覆Ni基涂层组织性能的影响

采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床对40Cr钢进行熔覆处理,采用微观分析及力学性能测试手段对熔覆层组织及性能进行研究.结果表明:熔覆层由熔覆区(CZ)、结合区(BZ)和基底热影响区(HAZ)三部分组成.对应的组织分别为:细小的树枝晶与等轴晶、平面晶与树枝晶、针状马氏体;随扫描速度增加,熔覆层组织变得细小均匀,硬化层深加深,显微硬度、耐磨性、耐蚀性增加;激光熔覆后的硬度、耐磨性、耐蚀性都有很大提高,其最大值分别约为基体的4、4.3、30倍.     

40CrNiMoA钢表面激光熔覆铁基合金的组织及力学性能研究

利用激光熔覆技术在40CrNiMoA钢表面制备铁基合金熔覆层。利用显微硬度计测试熔覆层的硬度;利用万能力学实验机进行拉伸实验,测试了熔覆层的力学性能;利用SEM观察熔覆层表面及断口的显微组织。结果表明:激光熔覆铁基合金组织表面平整光滑、无气孔、无裂纹,具有金属光泽,与基体形成良好的冶金结合。熔覆层表层到底部的显微组织依次为等轴晶、树枝晶和柱状晶,激光熔覆层的整体硬度均高于基体。熔覆层的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为990 MPa、693 MPa、18.2%,断口呈现大量韧窝,实现了强度和塑性的同步增强。40CrNiMoA钢表面熔覆铁基合金组织能够有效地改善力学性能,以达到延长其使用寿命的目的。     

激光功率对CoNiCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响

利用激光熔覆技术在Inconel718基体上制备了CoNiCrAlY涂层。在相同扫描速度7mm/s、光斑直径4mm下,研究了激光功率对CoNiCrAlY熔覆涂层宏观形貌、截面组织以及显微硬度的影响。结果表明,熔覆层的宏观形貌在激光功率为2200W时质量最优,熔覆层表面连续且平整,波浪起伏较小。随着激光功率的增加,激光能量增加,熔覆层的几何尺寸增大。当激光功率为1400W时,气体未完全逸出熔池就冷却凝固,涂层顶部出现气泡、孔隙等缺陷;当激光功率为2200W时,不再出现明显的气泡和孔隙。随着激光功率的增加,熔覆材料吸收的能量越来越多,导致晶粒长大,熔覆层呈现柱状晶高度越来越大,树枝晶越来越多而胞状晶越来越少的组织形态。当激光功率为1800W时,熔覆层整体形貌和组织的质量最好,熔覆层与基体结合紧密,没有气泡或孔隙,形成了性能良好的冶金结合,平均显微硬度最高。     

激光功率对Zr基非晶复合涂层微观组织与耐腐蚀性能的影响

选取单质混合粉末,在纯Zr基板上利用激光熔覆技术制备了Zr-Cu-Ni-Al非晶涂层。采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪及电化学工作站研究了激光功率对熔覆层显微组织与性能的影响。结果表明:熔覆涂层由非晶相、金属间化合物及部分金属氧化物等共同组成,熔覆涂层树枝晶尺寸随着激光功率的增加而增大,熔覆涂层的硬度随着树枝晶尺寸增大而降低,涂层硬度最高可达(567.1±12.3)HV0.5,是基体硬度的4.2倍;当激光功率为1000 W,扫描速率为800 mm/min时,涂层的耐蚀性能最好,其中自腐蚀电位为-0.182 V,电流密度为5.2×10^-8 A/cm^2。