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在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面激光熔覆了Co基金属陶瓷复合涂层,对高温氧化后基体和复合层进行物相分析,并采用垂直气-砂喷射式高温冲蚀磨损试验装置进行高温冲蚀试验,分析熔覆层冲蚀后的微观形貌.研究表明:钴基合金熔覆层具有良好的抗高温氧化性能,原因在于Co能有效促进形成由Cr2O3,CoO·Cr2O3或CoCr2O4组成的致密氧化膜,且CoO与Cr2O3间较强的结合键增强了氧化膜的致密性.钴基合金添加10％ WC的激光熔覆层具有比基体金属更为优良的抗高温冲蚀磨损性能,而添加了20％ WC的激光熔覆层的抗高温冲蚀磨损性能则比基体差.     

激光熔覆钴基金属陶瓷复合涂层抗高温氧化及冲蚀性能

在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面激光熔覆了Co基金属陶瓷复合涂层,对高温氧化后基体和复合层进行物相分析,并采用垂直气一砂喷射式高温冲蚀磨损试验装置进行高温冲蚀试验,分析熔覆层冲蚀后的微观形貌。研究表明:钴基合金熔覆层具有良好的抗高温氧化性能,原因在于Co能有效促进形成由Cr_2O_3,CoO·Cr_2O_3或CoCr_2O_4组成的致密氧化膜,且CoO与Cr_2O_3间较强的结合键增强了氧化膜的致密性。钴基合金添加10%WC的激光熔覆层具有比基体金属更为优良的抗高温冲蚀磨损性能,而添加了20%WC的激光熔覆层的抗高温冲蚀磨损性能则比基体差。     

热处理对激光熔覆Ni合金层的组织及冲蚀磨损性能的影响

借助于扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、能谱仪和显微硬度计研究了２Ｃｒ１３不锈钢激光熔覆Ｎｉ基合金及后续热处理前后的组织结构、显微硬度和耐冲蚀磨损性能。结果表明,Ｎｉ基合金激光熔覆层的显微硬度高达５００～７００ＨＶ,而后继热处理又进一步使熔覆层硬度提高到８５０～１１２０ＨＶ。在含有Ｈ２ＳＯ４和ＮａＣｌ的砂浆水溶液中冲击速度７ｍ·ｓ－１、冲击角４５°的条件下激光熔覆Ｎｉ基合金并经处理后可使冲蚀磨损率下降约９０％。热处理使熔覆层的硬度和韧度增加。组织细化以及γＮｉ基体中沉淀析出Ｆｅ４．５Ｎｉ１８．５Ｂ６化合物被认为是覆层强化和冲蚀磨损性能改善的主要原因     

紫铜表面激光熔覆镍基合金的组织与性能

利用激光熔覆技术在紫铜表面制备镍基合金涂层。采用SEM、XRD、EDS、显微维氏硬度计进行组织结构和硬度分析,并测试了紫铜基体、镍基熔覆层的耐冲蚀磨损性能。结果表明:激光熔覆层与铜基体形成冶金结合,组织致密、晶粒细小、无裂纹、孔隙、夹杂等缺陷,熔覆层内具有等轴晶、树枝晶及平面晶等不同结构,并有Cr、Ni、B等强化相颗粒。当冲蚀角为60°时紫铜基体和熔覆层的质量损失率都比较大,随着冲蚀时间的增加,熔覆层质量损失率比紫铜的质量损失率要低得多,激光熔覆层的耐磨性比基体组织的耐磨性提高了近3倍,激光熔覆层的耐冲蚀磨损性能得到明显提高。     

激光熔覆镍基合金涂层及其应用研究

采用激光熔覆技术在４５钢表面获得镍基合金涂层。研究了激光熔覆涂层工艺、熔覆层的组织结构、硬度和腐蚀－冲蚀磨损特性,并用２Ｃｒ１３不锈钢进行了腐蚀－冲蚀磨损对比试验。激光熔覆镍基合作层已经成功地应用于矿用渣浆泵的平衡盘等零件。     

铜合金表面激光熔覆Fe铁基合金研究

采用激光熔覆技术在QA19-4铝青铜合金表面激光熔覆Fe基合金。采用OM、XRD、显微硬度计对熔覆层的组织、物相和硬度进行分析,测试了铝青铜基体、Fe基激光熔覆层的冲蚀磨损性能。结果表明:激光熔覆层与铝青铜基体形成了冶金结合,无孔洞、夹杂和裂纹等缺陷,熔覆层中主要组织为γ-(Fe-Ni)、CrFe_4、Cu_(3.8)Ni等。熔覆层显微硬度最高为498 HV,平均显微硬度320 HV,是基体硬度的2倍;随冲蚀时间的延长,熔覆层失重量比QA19-4铝青铜基体的失重量要低得多,熔覆层的耐磨性比基体组织的耐磨性提高了近2倍,激光熔覆层的冲蚀耐磨性能得到明显提高。     

热处理对激光熔覆Ni合金层的组织及冲蚀磨损性能的影响

借助于扫描电镜、Ｘ射线衍射仪,能谱仪和显微硬度计研究了２Ｃｒ１３不锈钢激光熔覆Ｎｉ基金合及后续热处理前后的组织结构,显微硬度和耐冲蚀磨损性能。结果表明,Ｎｉ基合金激光熔覆层的显微硬度高达５００－７００ＨＶ,而后继热处理又进一步使熔覆层硬度提高到８５０－１１２０ＨＶ。     

镍基复合覆层的抗浆体冲蚀性能

采用氧乙炔焰喷焊法制备 Ni基覆层材料及其加入 WC陶瓷颗粒的复合覆层材料 ,用光学显微镜分析覆层材料的金相组织 ,对覆层材料的浆体冲蚀抗力进行对比研究。结果表明 :不同成分 Ni基覆层材料的抗浆体冲蚀能力接近 ;Ni基合金加入 WC陶瓷颗粒形成的复合覆层材料 Ni WC35的抗浆体冲蚀能力比基体材料有了很大的提高。该文还探讨了覆层材料的浆体冲蚀机理     

Mo,CeO2对镍基合金激光熔覆层组织及性能影响

在镍基合金中分别添加Mo和CeO2,通过激光熔覆在45CrNi钢表面制备了3种熔覆层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和磨粒磨损试验机对熔覆层的显微组织及磨粒磨损性能进行了研究.结果表明:添加Mo的熔覆层主要由γ(Ni,Fe),M23C6,M7C3和CrB等相组成,与原Ni基合金相同,无MC,M6C等新相产生.在镍基合金中添加Mo,改变了显微组织中碳化物的成分和形态,组织韧性改善,熔覆层抗磨粒磨损性能提高.Mo对熔覆层磨粒磨损性能的强化作用优于CeO2的细晶强化.     

激光熔覆Ni-Co基合金复合涂层的组织与耐磨性

借助于光学显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、摩擦磨损试验机等研究了1Cr17Mn6Ni5N不锈钢表面激光熔覆Ni/Co基合金复合涂层的组织与干滑动摩擦磨损性能。结果表明:涂层材料由含35%WC的Ni基合金(Ni35WC)和一定量的Co基合金粉混合构成。激光熔覆Ni35WC+30%Co基合金复合涂层硬度比单一的Ni基合金熔覆层的提高50~70 HV;复合涂层的干滑动摩擦磨损速率相比不锈钢基材的下降约51%,相比Ni基合金熔覆层的下降约25%。干滑动摩擦磨损抗力的提高被认为是固溶强化、细晶强化和硬质点化合物产生的弥散硬化共同作用的结果。     

激光重熔镍基合金热喷焊层组织及高温抗氧化性能的研究

利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等测试手段,研究了经激光重熔前后的镍基合金热喷焊层的组织结构和抗高温氧化性能。试验结果表明,镍基合金热喷焊层组织比较粗大、不均匀,有疏松、气孔、夹杂等缺陷;经激光重熔处理后,其组织得到很大改善,主要由均匀、细小的树枝晶及枝晶间层片状共晶和化合物硬质相组成,气孔、夹杂等缺陷基本消除。镍基合金热喷焊层经激光重熔前后的氧化动力学曲线在600℃时均符合对数关系,而在800℃时则符合抛物线关系。经激光重熔处理的热喷焊层高温抗氧化性能得到了较大幅度的提高。     

掺杂镍对镁合金表面冷喷涂锌基涂层性能的影响

目的研究镍添加对冷喷涂锌基涂层耐蚀性的影响,为镁合金提供有效的防护涂层。方法采用低压冷喷涂技术在镁合金基体表面分别制备锌基和锌/镍基复合涂层,通过微观观察、摩擦磨损实验、电化学极化法和电化学阻抗谱测试及全浸泡腐蚀试验,研究镁合金表面冷喷涂涂层的结构、摩擦磨损行为和耐蚀性。结果镁合金表面冷喷涂锌基涂层后,其硬度和耐磨性得到显著提高,掺镍后的锌/镍基涂层具有更高的硬度和耐磨性。锌基和锌/镍基涂层均能为镁合金提供腐蚀防护,锌/镍基涂层比锌基涂层具有更好的耐蚀性。相对镁合金来说,锌基涂层和锌/镍基涂层的自腐蚀电位分别正移了260 mV和560 mV;长期腐蚀后锌/镍基涂层形成了更致密的腐蚀产物膜,腐蚀电阻显著高于锌基涂层。结论冷喷涂锌基和锌/镍复合涂层均能对镁合金提供防护作用,掺杂镍后的锌/镍基复合涂层具有更高的硬度、耐磨性和耐蚀性。     

灰铸铁玻璃模具材料与镍基合金粉末熔覆性能的研究

用普通电阻炉加石墨保护的方法成功地在铁素体基灰铸铁及珠光体基灰铸铁基体上制备了镍基自熔性合金粉末复合材料。利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、CMT4305型万能测试仪等分别对复合材料的显微组织、成分分布、显微硬度以及结合强度等进行了观察和测试。试验表明,在基体与覆层熔覆的过程中存在着元素的相互扩散,促进了二者之间的冶金结合,且铁素体基灰铸铁与镍基覆层之间的结合好于珠光体基灰铸铁,另外由于元素的扩散使基体与熔覆层组织的显微硬度呈梯度分布。     

TC4钛合金表面激光熔覆含La_2O_3的F101镍基涂层

以F101镍基自熔性合金粉末和含氧化镧(2%,质量分数)的F101镍基自熔性合金粉末为原料,在合适的激光熔覆参数下,在TC4钛合金表面制备了F101镍基合金涂层及F101+2%La_2O_3镍基合金涂层,对比分析了2种涂层的宏观形貌、相组成、微观组织、显微硬度及与YG6在干摩擦磨损条件下摩擦磨损性能。结果表明:稀土La2O3的添加有效提高了F101镍基合金粉末对激光辐照能量的吸收率;涂层形成更多富Ti物相,组织更加均匀致密;虽然基材元素扩散到涂层中一定程度上降低了涂层的硬度和耐磨性,但与TC4钛合金相比,涂层仍具有较低的摩擦系数(0.41 vs 0.45)和较高的耐磨性(TC4的2.89倍)。     

热处理对N80钢表面镍基合金涂层CO2腐蚀性能的影响

利用等离子热喷涂技术在N80钢表面制备了镍基合金涂层,并进行高温扩散处理。通过CO2高温高压腐蚀试验评价涂层在模拟油田环境中的耐蚀性能,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)方法分析了涂层的微观形貌和相组成。结果表明,镍基合金涂层由单质Ni相及固溶体Cr1.2Ni2.88、FeNi3、MoO2和CuO组成。经过600℃扩散处理后,涂层内原子结构更为致密。涂层的CO2高温高压腐蚀速率为0.0046mm/a,是原始涂层的1/100,具有优良的抗CO2高温高压腐蚀性能。     

感应钎涂金刚石/镍基合金复合涂层的性能

以45钢为基体,采用感应钎涂工艺在其表面制备金刚石/镍基合金复合涂层,通过洛氏硬度计、磨粒磨损试验机对涂层进行硬度和耐磨性测试,采用超景深显微镜、扫描电子显微镜对涂层、钎料和金刚石形貌进行观察,采用EDS对金刚石表面微区进行成分分析,初步研究了复合涂层的微观形貌、磨损规律及机制. 结果表明,金刚石颗粒在镍基合金复合涂层中弥散分布,与钎料合金实现了良好的冶金结合. 随着金刚石含量增加,可显著提高复合涂层的硬度及耐磨性. 当金刚石质量分数为20%时,涂层的宏观硬度达到63 HRC,较纯钎料涂层提高1.5倍;在相同的磨损试验条件下,纯钎料涂层的磨损失重为0.335 4 g,金刚石含量为20%的复合涂层磨损失重为0.097 9 g,仅为纯钎料涂层的29.2%.     

纳米WC增强Ni基合金喷熔层组织结构与抗磨粒磨损特性

目的研究纳米WC对Ni基合金喷熔层抗磨粒磨损性能的影响。方法采用扫描电镜、X射线衍射分析了氧乙炔火焰喷熔Ni基合金层和两种不同结构WC增强Ni基合金喷熔层的微观组织和相结构,并通过磨粒磨损试验平台对三种涂层进行磨损性能测试。结果纳米WC粉末的加入,能有效提高喷熔层的宏观硬度。通过组织分析得出纳米WC增强Ni基喷熔层中除含有γ-(Ni,Cr)固溶体、Cr的碳化物、硼化物以及微米级WC颗粒之外,还含有一定量的纳米WC团聚体和少量高硬度的W_2C相。磨粒磨损实验结果显示,纳米WC增强Ni基喷熔层的磨损失重分别为Ni60和NiWC35涂层失重的56%和73%。对比磨损后涂层的表面微观形貌可知,纳米WC颗粒在涂层中能有效降低磨粒压入喷熔层的深度,从而控制磨粒对喷熔层的犁削量。结论纳米WC增强Ni基合金喷熔层中含有的γ-(Cr,Ni)固溶体、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Cr_3Ni_2及未熔化的WC颗粒和WC脱碳形成的W_2C等硬质相,使镍基自熔合金涂层的硬度有较大提高,同时也大大提高了涂层的抗磨粒磨损性能。     

Laser cladding of Ni-based alloy on stainless steel

The coatings on a stainless steel substrate were conducted by laser cladding of Ni-based alloy, using a 5 kW continuous wave CO2 flow transverse laser. SEM, EDX and X-ray diffraction were used to analyze the microstructure and constituent phases of the obtained coatings by laser cladding with direct injection of the powder into the melt pool. Solidification planar, cellular and dendrite structures were observed in Ni-based alloy coating. There exists an optimum metallurgical bond between Ni-based laser cladding layer and the base material. The high hardness of the Ni-based alloy coating is attributed to the presence of M7C3-type carbides (essentially chromium-riched carbide) dispersed in the γ(Ni,Fe) phase matrix.     

膜基-体化耐高温蒙皮材料的制备及抗热震性能研究

采用电子束物理气相沉积技术(Electron Beam Physical Vapor Disposition, EB-PVD)通过连续蒸镀成功制备陶瓷ZrO_2涂层和以镍基合金为基体的一体化薄板材料.结果表明,ZrO_2涂层致密,具有柱状晶组织,无明显的织构存在.涂层与基体材料间有明显的成分连续梯度变化区域.抗热震性能测试结果显示,一体化材料的ZrO_2梯度涂层能明显延缓热震裂纹的形成和扩展,具有良好的抗热震性能.     

烧结法制备碳化钨复合涂层研究

采用烧结法制备碳化钨复合涂层。采用在45钢基体上涂覆镍基自熔合金及碳化钨粉末工艺，通过真空烧结，制得了性能优良的硬质涂层。分析了所制备的涂层组织、性能及与基体间的界面结合状况，结果表明：涂层与母材之间具有良好的结合特性。所制备的碳化钨复合涂层硬度HRC为60-65。