激光重熔CuCr40-RE合金的组织及性能

为减小Cr偏析,提高CuCr40合金的使用性能,制备了添加稀土Ce的CuCr40合金,对激光重熔表面处理的合金组织和导电性、耐磨耐腐蚀性进行研究。结果表明,稀土Ce抑制Cr颗粒偏析,且随Ce含量增加,细化作用更显著;激光重熔处理大幅减小了合金中Cr颗粒尺寸,随稀土含量增加,组织更加均匀,孔隙率降低;重熔层中的相组成、晶粒取向不发生变化,电导率较CuCr40合金降幅不大,仍具有良好的电学特性;重熔层的摩擦系数较低,适当提高稀土Ce含量可改善重熔层的耐磨性;在1 mol/L H2SO4溶液条件下,CuCr40-0.3Ce合金重熔层的耐腐蚀性较CuCr40合金提高了0.7倍,CuCr40-0.6Ce合金重熔层的耐腐蚀性较CuCr40合金提高了1.5倍。     

AZ91D镁合金表面激光重熔Al-Si-Cu涂层的性能

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在AZ91D镁合金表面制备Al-Si-Cu合金涂层,利用扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计、摩擦磨损试验机等研究了涂层的微观组织、显微硬度与摩擦磨损性能。结果表明,激光重熔后涂层组织致密均匀,涂层与基体呈良好的冶金结合,涂层显微硬度约为基体的2.2倍,由于晶粒细化和硬质相的存在耐磨性较基体明显提高,重熔层的磨损机制主要为磨粒磨损。     

激光重熔和时效处理的Co基合金堆焊层组织和性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射物相分析和显微硬度、耐磨性测定等试验手段,对激光重熔及经不同时效工艺处理后的Co基合金堆焊层显微组织、相结构、显微硬度及高温耐磨性能进行了分析研究.结果表明,经激光重熔后,Co基合金堆焊层的组织得到明显细化,硬度和耐磨性都得到提高;重熔堆焊层的组织主要由γ-Co和Cr7C3、Cr23C6等强化相组成.经时效处理后的重熔堆焊层的硬度不但明显得到提高而且耐磨性均优于原始堆焊层.相比较,经900 ℃×6 h时效处理后的重熔堆焊层耐磨性最好.     

激光重熔及时效处理对Ni基合金火焰喷焊层组织与性能的影响

本文利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）,研究了Ni基合金火焰喷焊层经激光重熔及不同温度时效处理后的金相组织,并进行了显微硬度和耐磨性的测定。试验结果表明,原始喷焊层主要由γ-（Fe,Ni）固溶体和Cr7C3、CrB、Cr5B3、Cr3C2、Fe3B等硬质相组成,经激光重熔后,喷焊层组织为细小的树枝晶及枝晶间分布的共晶组织,使得表面硬度和耐磨性得到很大提高;重熔喷焊层随后经不同温度时效处理后,其组织中不但二次枝晶出现断开现象,硬质相组成发生了改变,而且表面硬度和耐磨性得到进一步的提高。相比较而言,重熔喷焊层经600℃时效处理6h后,表面硬度和耐磨性最好。     

爆炸喷涂Cr3C2-NiCr涂层的激光重熔工艺

借助半导体激光器对爆炸喷涂Cr3C2-NiCr涂层进行激光重熔处理。通过扫描电镜观察涂层激光重熔前后的形貌,测试涂层激光重熔前后的显微硬度,并对涂层进行盐雾试验和残余应力分析。结果表明,当激光功率为300 W,激光扫描速度为100 mm?min-1时,涂层的激光重熔效果最好。当涂层经过上述激光重熔工艺参数处理后,涂层中富Ni的NiCr合金相得到细化且均匀性提高,涂层的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性进一步提高,涂层中部的残余应力均转变为压应力。     

电渣熔铸钢结硬质合金经激光熔化处理后的组织和性能

借助光学显微镜、扫描电镜及XRD衍射仪对重熔层的显微组织结构和相结构进行分析，用显微硬度计和MM-200型磨损试验机对激光处理表面的硬度和耐磨性进行了测试。试验结果表明，电渣熔铸钢结硬质合金表面经过激光重熔处理后的组织比未经激光处理的明显细化，大颗粒WC部分溶解，小颗粒碳化物完全溶解；随着激光功率的加大，重熔层的熔深增大，枝晶尺寸随之增大，表面硬度和耐磨性也相应提高。     

激光重熔镍基合金复合涂层组织和性能

研究了激光重熔Ni60 20% WC喷涂层的组织和性能,通过对涂层显微组织、硬度、耐磨性等试验的结果分析表明:火焰喷涂后的Ni基WC喷涂层经激光重熔处理后,涂层中有新的硬质相和共晶组织形成,WC均匀地分布在涂层中.涂层中除了包含γ固溶体外,还有WC,W2C,Ni3B,CrB,Cr7C3,Cr23C6,Cr2B,(Fe,Ni)23C6等硬质相和化合物.这些化合物有效地改善了涂层的组织和性能,得到了硬度和耐磨性较好的喷涂层.涂层表面的硬度值可以达到HRC60,涂层截面的显微硬度可以达到800 HV.     

激光重熔Co基合金堆焊层的组织和性能

采用SMAW堆焊方法在Q345钢基体上堆焊Co基合金层，并对其进行表面激光重熔。研究两种不同激光重熔扫描速度对堆焊层组织和显微硬度的影响。结果表明，堆焊层表面经激光重熔后组织明显细化，并随着激光扫描速度的降低，硬度有所升高；结合不同处理状态，比较了合金堆焊层的耐磨性。     

激光重熔及回火对Ni基合金火焰喷焊层组织和性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射物相分析以及显微硬度测定的方式,分析比较了原始喷焊层和激光重熔喷焊层以及经400℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃和750℃分别进行1 h和3 h回火处理的Ni基合金喷焊层的显微组织、硬度和耐磨性.结果表明:原始喷焊层的组织主要由γ-(Ni,Fe)和硬质相Cr23C6、Cr5B3、NiB、Fe3B、Ni3B、CrB、Fe2B等组成.经激光重熔的喷焊层与原始喷焊层相比,显微组织得到明显细化,而且硬度和耐磨性都有较大提高.激光重熔喷焊层再经600℃×3h回火后硬度值达到最大,耐磨性最好.     

AM50A镁合金激光表面熔凝层的强化效果与机理

采用CO2连续激光对AM50A镁合金表面进行熔凝处理,分析激光熔凝层的组织、性能和强化机理.结果表明:激光熔凝层晶粒得到高度细化,且随着扫描速度的增大,晶粒细化更为明显;熔凝层内合金元素Al的固溶度增加,β(Mg17Al12)的含量有所减少,但β相的分布更加均匀弥散;熔凝层的显微硬度(Hv55～75)明显高于基体的显微硬度(约HV40).磨损实验表明,激光熔凝试样的磨损体积是未处理试样的35%,耐磨性有了较大提高.熔凝层的强化机理主要是细晶强化,此外合金元素Al固溶度的增加及β相的弥散析出也有一定的强化效果.     

Investigation of In situ Cu-TiB2 Composite on the Copper Using Laser Melting Synthesis

A surface composite layer reinforced with TiB₂ particles was produced on copper by use of the laser remelting in situ synthesis. The microstructure, electrical conductivity, and sliding wear behavior of the in situ Cu-TiB₂ composite were investigated. The experimental results show that the size of reinforcing TiB₂ particles is about 800 nm and the microhardness of composite layer reaches HV 210. Although the electrical conductivity of the composite layer is reduced with increasing TiB₂ volume fraction, the decrease of the integrated conductivity of the samples containing composite layer and copper substrate is insignificant. The wear resistance of composite layer is 10 times better than that of the copper sample.     

等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能的影响

目的改善镍基合金涂层的摩擦学性能。方法分别采用感应重熔工艺及感应重熔-等温淬火一体化工艺,在GCr15钢基体表面制备了两种镍基合金涂层,并通过销盘摩擦磨损试验、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度测试对其摩擦磨损性能、微观组织、表面硬度进行了对比研究,探讨了等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能、微观组织、表面硬度的影响,揭示了其增强机理。结果经等温淬火后的重熔涂层比感应重熔涂层具有更低的摩擦系数和磨损失重,摩擦稳定阶段的摩擦系数为0.301,比后者低23.8%,相对耐磨性是后者的1.71倍。感应重熔涂层同时存在着磨粒磨损和粘着磨损两种机制,而经等温淬火后的重熔涂层以磨粒磨损为主,比前者具有更优异的抵抗磨粒磨损和粘着磨损的能力。感应重熔涂层及经等温淬火处理后的重熔涂层平均显微硬度分别为818.0、873.6HV(0.5),硬度极差分别为170.9、132.6HV(0.5),形状参数分别为18.5057、22.6189,后者比前者具有更高的平均硬度值、更小的硬度极差以及更加稳定的涂层性能。经过微观组织分析发现,重熔涂层在经等温淬火处理后,其晶粒的细化、硬质相的相对均质弥散性、共晶相的减少、丰富的耐磨陶瓷相和快速凝固的定向晶粒结构的协同作用,是其具有优异的显微硬度Weibull分布特性,以及耐磨性得到进一步提高的根本原因。结论合适的等温淬火热处理工艺能够改善感应重熔镍基合金涂层的微观组织,从而有效减小其摩擦系数,并提高其耐磨性。     

Co基合金堆焊层激光重熔表面改性研究

采用两种不同扫描速度时Q345钢表面Co基合金堆焊层进行激光重熔，并对其进行了硬度，显微组织，X射线衍射分析和耐磨性，耐热疲劳性试验。结果表明，堆焊层经表面激光重熔后组织明显细化，并随着激光扫描速度的提高，重熔堆焊组织不仅更加细小，均匀致密，而且硬度更高，耐磨性，耐热疲劳性均得到进一步改善。     

感应重熔和激光重熔合成FeCrMnAlCu高熵合金涂层组织与性能

采用冷喷涂辅助感应重熔和冷喷涂辅助激光重熔2种方法分别在45#钢表面制备FeCrMnAlCu高熵合金涂层。对高熵合金涂层的相组成、显微组织、硬度、耐磨性能进行表征与检测,研究2种工艺对涂层耐磨性能的影响。结果表明：2种工艺合成的FeCrMnAlCu高熵合金涂层均由体心立方（bcc）和面心立方（fcc）相组成,涂层组织致密,元素分布均匀。涂层微观组织均为树枝晶+枝晶间组织,枝晶区主要由Mn、Cr和Fe元素构成,枝晶间主要为Cu,Al元素均匀地分布在枝晶和枝晶间。冷喷涂辅助感应重熔合成的FeCrMnAlCu高熵合金涂层中bcc晶格应变大于激光重熔合成的高熵合金涂层的晶格应变。冷喷涂辅助感应重熔合成FeCrMnAlCu高熵合金涂层的显微硬度是冷喷涂辅助激光重熔合成涂层硬度的1.2倍,是45#钢基体硬度的3.5倍。FeCrMnAlCu高熵合金涂层在摩擦过程中主要以磨粒磨损为主,采用冷喷涂辅助感应重熔合成的FeCrMnAlCu高熵合金涂层具有良好的耐磨性能,其磨损率比冷喷涂辅助激光重熔合成涂层的磨损率降低29%。     

EFFECT OF LASER SCANNING SPEED ON PHASE CONSTITUTION AND WEAR RESISTANCE OF LASER CLADDING HARD FACING ALLOY STELLITE 12

Effect of laser scanning speed on phase constitution,microstructure,microhardness and wearresistance of laser-cladding hard facing alloy Stellite 12 has been investigated by means of across-flow-type CO_2 laser of 1.5 kW.The laser-cladding layer on the alloy consists of ma-trix phase of suppersaturated solid solution γ(Co,Cr)and complex hexagonal carbideM_7C_3.Under certain condition,at higher laser scanning speed,the suppersaturated solubilityof elements increases in γ(Co,Cr),and the precipitation of the complex carbtde M_7C_3 de-creases,so the microhardness increases and the wear resistance decreases.But at slower laserscanning speed,more complex carbide M_7C_3 may precipitate,and the wear resistance may beimproved.Therefore,it is believed that the principal factor in improving wear resistance is theprecipitation of carbide M_7C_3,while increment of microhardness is the suppersaturated solu-bility of elements in matrix phase γ(Co,Cr).     

H13钢QPQ处理工艺及耐磨性

目的研究540℃氮化温度下,QPQ处理对H13钢耐磨性的影响并选出最优氮化时间。方法通过SEM、EDS、XRD分别测试了H13钢QPQ处理后渗层微观组织形貌、成分分布以及物相组成。采用HVS-1000显微硬度计、MFFT-R4000高速往复摩擦磨损试验,分别对H13钢基体与540℃下不同氮化时间QPQ处理试样的渗层厚度、硬度分布、耐磨性进行了分析研究。结果 QPQ处理后,H13钢由表面向心部依次形成均匀致密的Fe_3O_4氧化膜、高硬度的ε-Fe_3N和CrN化合物层、α-Fe和Cr_2N稳定扩散层。N原子均匀分布于渗层内部。显微硬度沿截面均呈良好梯度分布。在540℃×4 h氮化工艺下,渗层次表层硬度达到最大值(1173HV0.1),是基体(498HV0.1)的2.4倍左右,磨损量仅为基体的1/13。H13钢磨损表面存在严重犁沟效应与大量磨屑,表现为典型的磨粒磨损伴随少量粘着磨损。而QPQ处理试样磨损表面仅存在少量浅显划痕,并伴随轻微结疤状凹坑,为粘着磨损。结论经QPQ处理,H13钢的耐磨性得到了显著提高,其中氮化工艺为540℃×4 h时所得的性能最优。     

氧乙炔喷焊NiCrBSi-WC涂层激光改性组织及性能影响

采用氧-乙炔火焰喷焊在Q235钢上制备NiCrBSi-WC涂层,使用激光对喷焊层表面改性处理后在电炉中进行固体硼硅共渗。通过SEM、XRD、EDS及显微硬度计等对处理前后涂层组织的微观形貌、物相和显微硬度进行分析,使用摩擦磨损实验机研究对比处理前后各涂层的耐磨性能。结果表明喷焊层表面微孔及夹杂在激光扫描处理后变得平整、致密,涂层主相Ni2.9Cr0.7Fe0.36、FeNi3成分未变,但主相在晶面排列上具有择优取向性且结晶度提高。WC部分分解为W2C、W及C,C被固溶进Ni基中使Cr3C2等碳化物相增多,淬硬层深度达0.25mm,显微硬度提高到909HV,耐磨性能得到提高。在涂层激光重熔的基础上硼硅共渗能够增加Ni3B、Ni2B、NiSi等硼化物及硅化物硬质相,平均摩擦系数由0.583降低为0.428,耐磨性较激光处理后提高近一倍。     

Cr12MoV钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层的组织及性能

使用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni20Cr和Ni60A多层Ni基合金耐磨涂层,并使用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪分析了涂层的物相和显微组织。同时运用显微维氏硬度计以及高速往复摩擦磨损试验机对比分析了涂层与基体的硬度及耐磨性。结果表明,采用Ni20Cr作为打底层的多层Ni基合金涂层,能有效改善涂层与基体的冶金结合,大大减少涂层中的裂纹、气孔等缺陷。涂层表面物相主要为g-(Fe, Ni)、FeNi₃、BNi₃、Cr₃C₂以及Ni-Cr-Fe;涂层底部至表面的组织为胞状树枝晶、柱状树枝晶、择优生长树枝晶以及等轴树枝晶。Ni60A涂层大大提高了Cr12MoV模具钢的表面硬度,涂层表面显微硬度最高可达到1000 HV0.2,是基体的1.6倍。Ni60A涂层耐磨损性能明显优于基体,较基体提高了2.0~3.3倍。在Cr12MoV模具钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层后,形成了Cr₃C₂、Ni-Cr-Fe等硬质相,可有效提高其表面的硬度和耐磨性,起到降低模具在使用过程中因摩擦磨损而报废的概率,从而进一步延长模具的使用寿命。     

稀土氧化物和激光熔敷对复合合金喷涂层耐磨性的影响

研究了稀土氧化物ＣｅＯ２和激光熔敷对不同成分ＮｉＣｒＢＳｉ－ＷＣ复合合金喷涂层的组织和摩擦损性能的影响，运用ＸＲＤ和ＥＤＳ技术，分析了激光熔敷复合合金覆层的成分分布特征和相组成，结果表明，稀土氧化物不但可以改善激光熔敷层的组织形态，而且可以显著提高了摩擦磨损状态下的耐磨性，并有一定的减摩效果。