等离子喷涂NiCr/Cr_2C_3、Ni/C及其复合涂层的耐磨性能

为了加强车辆机械零件的表面防护,采用等离子喷涂工艺在304N不锈钢表面分别制备了NiCr/Cr_2C_3涂层、Ni/C涂层以及NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层,观察了涂层组织形貌,测试了涂层硬度和耐磨性,分析了涂层的摩擦磨损机理.结果表明,3种涂层中NiCr/Cr_2C_3和Ni/C复合涂层的耐磨性能最好.金属粘结相NiCr可以起到足够的支撑作用,从而防止涂层剥离与黏着磨损的产生.Ni/C作为固体润滑剂,通过自润滑作用降低了涂层的整体摩擦系数.     

微波辐照下碳纤维表面熔盐镀覆TiC研究

在微波辐照下,采用熔盐热处理技术在碳纤维表面制备TiC涂层,对涂层的相组成和微观结构进行了分析和表征,研究了反应温度对涂层厚度和形貌的影响。结果表明:900~1 100℃热处理2h,碳纤维表面形成了致密、连续的TiC涂层,TiC晶粒尺寸约为0.2μm,表面没有裂纹,与碳纤维基体结合较好。TiC涂层的厚度随反应温度变化不大。     

一种自生的TiC/Al复合材料

利用真空电弧炉通过直接熔融反应法制取了原位合成TiC颗粒增强Al基复合材料,原位合成的TiC颗粒尺寸细小,弥散分布于Al基体中,TiC颗粒直径随冷却速度的提高和TiC含量的增加而减少,TiC颗粒表面清洁,基体中无Al4C3、TiAl3等有害相生成.     

等离子喷涂Al2O3p/NiCrBSi涂层组织与性能

为了研究粉末结构对复合材料涂层组织与性能的影响规律,采用双路送粉方法、高能球磨团聚粉末及包覆混合粉末等离子喷涂制备Al₂O_3p/NiCrBSi 复合材料涂层.利用激光共聚焦扫描显微镜（LCSM）、扫描电子显微镜（SEM）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、x 射线衍射仪（XRD）及冲蚀磨损试验机等研究了涂层的微观组织和抗冲蚀磨损性能.结果表明,复合材料涂层主要由αAl₂O₃、γAl₂O₃、γNi、Ni₃B、CrB、Cr₂B、M₇C₃和M₇C₃相组成, Al₂O₃增强体颗粒分布于基体层片间或层片内.粉末结构对涂层的组织与性能具有明显的影响,采用包覆混合粉末制备的Al₂O_3p/NiCrBSi 复合材料涂层结构致密,具有更高的抗冲蚀磨损性能.     

TiC/Fe及掺杂复合陶瓷的结构、性能与化学键

用离散变分密度泛函方法研究了TiC与Fe单相、TiC/Fe复合陶瓷、TiC掺杂及TiC/Fe 复合陶瓷掺杂系列材料,讨论了材料组成、结构、化学键与性能等之间的关系.与单相比较 ,TiC/Fe复合体系TiC相中离子键强度减弱,但是共价键增强.界面上两相之间的离子和共价相互作用都较强.TiC/Fe复合陶瓷掺杂后,共价键进一步增强,且掺Mo体系中共价键增强比掺Ni体系更为明显,与硬度等实验结果一致.     

放电等离子烧结制备TiC/7075铝基复合材料实验研究

在实验中运用放电等离子烧结技术制备TiC/7075铝基复合材料,并分析了不同TiC含量的TiC/7075烧结块体的组织结构和力学性能。采用球磨工艺混合7075合金粉和TiC粉末,在500℃下烧结制备TiC/7075铝基复合材料;利用XRD、SEM、EDS、HVS-1000分析烧结块体的物相、微观组织、维氏硬度。研究发现,烧结制备的TiC/7075铝基复合材料中只有Al和TiC相,没有新相形成; TiC在基体材料中分布均匀,制备的烧结块体致密度高达98%,其维氏硬度随着TiC含量的增加而增加。     

Ni60/高铝青铜多元多相复合涂层制备及其微观结构特征

为了研究Ni基/Cu基复合合金涂层的微观结构特征,采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备了高铝青铜质量分数30%的镍基合金/高铝青铜多元多相复合涂层。对复合涂层的组织结构特征、元素分布、相结构组成以及涂层的微观缺陷进行研究分析。结果表明:所制备的复合涂层中2种合金微结构呈叠加层状分布,组织结构具有梯度复合涂层特征,致密度高,微界面结合良好。高铝青铜合金和Ni60合金元素呈交错分布,相互之间出现互扩散特点。高铝青铜合金具有对Ni基合金微粒包裹作用和对微界面填充作用,并且2种合金之间发生了冶金反应,微界面结合牢靠。相对于纯Ni60合金涂层,高铝青铜的加入有效降低了复合涂层缺陷率,减小了缺陷尺寸。     

TiC增强颗粒在复合材料中的应用研究进展

TiC颗粒作为轻金属增强相在复合材料研究中越来越受到重视,本文介绍了TiC颗粒增强复合材料的研究进展,主要叙述了复合材料体系、主要制备技术及部分国内外产品制备情况。     

溶胶-凝胶法制备Al2O3涂层及对Ni的高温防护

采用溶胶-凝胶法以异丙醇铝为原料在Ni基体上制备了Al2O3涂层.用扫描电子显微镜（SEM/EDS）对涂层的表面形貌和化学成分进行了分析.采用热重分析（TGA）研究涂层对金属Ni在900℃空气中高温氧化动力学行为的影响,采用SEM对涂层的表面和截面形貌进行了表征.结果表明：制备的Al2O3涂层完整,在900℃空气中Ni的抗氧化性得到提高.     

TA1表面制备Ni/Al涂层的反应扩渗及抗氧化行为

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al涂层.对试件进行900 ℃×5 h热处理后,再进行900 ℃×40 h连续氧化实验,探索其高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理的Ni/Al涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性.在热处理过程中Ni/Al涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni和Ti形成以NiAl与TiAl₃相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al涂层表面形成连续且致密的α-Al₂O₃,同时表面扩散层中的富铝相可为涂层表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

ELASTOPLASTIC OPTIMUM DESIGN OF Ni/TiC FUNCTIONAL GRADIENT MATERIAL

The thermal residual stresses developed in a disk-shaped.Ni/TiC functionally gradient material (FGM) during its fabricationare investigated by an elastic-plastic finite element numerical ap-proach.Constitutive relations for the graded Ni-TiC composite interlayers between pure metal Ni and ceramic TiC are estimated by usingan effectiv-medium approach,and effective plastic strain and stressdistributions are computed for simulated cooling from an assumed fab-rication temperature.Analyses are performed for a fixed specimen ge-ometry and the graded region is treated as a series of perfectly bondedequal-thick layers.The restults are compared with those obtained by on-ly considering elastic material response to assess the effect of plasticityon the optimum fabrication design of the Ni/TiC FGM.It is demon-strated that the consideration of plasticity is of critical importance foroptimization of the metal/ceramic gradient materials.     

激光重熔制备TA1表面Ni/Al复合抗高温氧化涂层

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al复合涂层.利用激光重熔使得Ni层与Al层发生冶金反应,对试件进行800℃×40 h连续氧化.根据生成的金属间化合物特征研究纯钛的高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理后Ni/Al复合涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性能.在激光重熔过程中Ni/Al复合涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni形成以Ni_2Al_3相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al复合涂层表面形成连续且致密的α-Al_2O_3氧化膜与大量NiAl相,表面扩散层中的富铝相可为表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

TA1表面制备Ni/Al涂层的反应扩渗及抗氧化行为

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al涂层.对试件进行900℃×5 h热处理后,再进行900℃×40 h连续氧化实验,探索其高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理的Ni/Al涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性.在热处理过程中Ni/Al涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni和Ti形成以NiAl与TiAl_3相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al涂层表面形成连续且致密的α-Al_2O_3,同时表面扩散层中的富铝相可为涂层表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

钛合金表面激光熔覆Cr3C2/Ni基合金复合涂层的微观组织

将质量分数为25％的Cr3C2／Ni基合金混合粉末预置在TCA合金表面，利用5kW横流CO2激光器进行激光熔覆试验，得到Ni基Cr3C2复合涂层．利用SEM和XRD对熔覆层的微观组织和相组成进行了分析，采用HXD—1000T数字式显微硬度计测量了熔覆层的硬度．结果表明，Ni＋Cr3C2复合涂层存在γ-Ni、TiC、CrTC扑M23（C，B）6和CrB等相，熔覆层硬度在600～900HV之间．     

氩弧熔覆原位自生Ti(C、N)-WC增强Ni60A复合涂层的研究

以Ni60A、TiC、TiN、WC、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.研究了涂层的显微组织、化学成分、硬度变化和摩擦磨损特性.熔覆层组织主要由富Ni的γ(Ni,Fe)相、Ti(C、N)、WC和(Fe,Cr)xC等组成.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钢的磨损机制为黏着磨损和磨料磨损,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.     

石墨配比对钨极氩弧熔敷层TiC增强相含量及分布形态的影响

利用钨极氩弧熔敷预涂在碳钢表面的钛铁和石墨粉末能够在碳钢表面获得性能优异的TiC增强涂层.预涂粉末Ti、C元素配比及含量对增强相的数量、形态和分布方式有重要影响：一方面,随着预涂粉末中含碳量的增加,熔敷层中Fe2Ti有害相降低,但出现了极少量的石墨相;另一方面,熔敷层中原位合成TiC增强相的含量增加,颗粒尺寸也随之增加,TiC颗粒的树枝状分布形态也由细枝状向粗枝状转化.     

激光原位生成TiC增强钛基耐磨涂层及其摩擦学性能

为增强钛合金的耐磨性能,扩大钛合金的使用范围,以Ti及Cr₃C₂混合粉末为成形材料,采用CO₂激光器进行激光快速成形制备以原位生成TiC为强化相的耐磨涂层.利用光学显微镜和扫描电子显微镜和能谱分析仪等分析手段对涂层的微观组织和相结构进行分析.利用SRV3型摩擦磨损测试仪测试样件在常温时的滑动摩擦磨损性能,用GW/ML MS型高温销盘摩擦磨损试验机测试涂层在500℃下的高温滑动摩擦磨损性能,并分析了磨损机制.结果表明：在常温和500℃条件下涂层与钛合金TC4磨损体积比分别为1/46.6和1/2.86.     

WC/Ni60激光熔覆复合涂层的强碱腐蚀磨损行为

利用激光熔覆制备WC增强涂层,通过光学显微镜(OM)、电子扫描显微镜(SEM)和EDS对试样观察和分析,并依据颗粒相分布均匀性,获得推荐优化工艺参数是送粉量为7.8g/min、扫描速度为4mm/s、激光功率为2.0kW和离焦量为50mm。在此基础上,应用M-200摩擦磨损试验机考察了WC/Ni60涂层在40% NaOH强碱溶液作用下的摩擦磨损行为,结果表明,涂层的摩擦磨损机制随工况的变化而变化,钝化膜的生成和溶解成为一个动态过程,且所制备的涂层在中速中载时较干摩擦能够显著降低摩擦因数和磨损量。     

冷作模具钢激光熔覆Ni基合金组织和性能研究

为提高Cr12MoV模具钢硬度和耐磨性,研究采用激光熔覆技术在其表面制备Ni基合金。研究结果表明,涂层显微组织为异向生长的树枝晶,涂层相结构为γ-(Fe,Ni)、Cr7C3、BNi2以及Ni-Cr-Fe相。由于细晶强化、固溶强化和第二相强化作用,使熔覆层平均硬度比基体硬度提高了175%。涂层摩擦系数为0.2,明显小于基体（0.5）,涂层的磨损体积较基体提高1个数量级。     

重熔温度对Ni60/WC定向结构涂层微结构演变的影响

为了改善定向结构涂层的微观组织性能,本文采用火焰喷涂、感应重熔和强制冷却复合技术制备了碳化钨强化的Ni60/WC定向结构涂层.通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计对其微观组织、物相及显微硬度等进行对比研究,探讨感应重熔温度对定向结构复合涂层微观结构演变及性能的影响,并揭示涂层的形成机理和强化机制.结...