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.     

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.     

Ti、Cr、V铁基粉末氩弧堆焊组织与性能分析

分析了Ti、V、Cr等强碳化物形成元素配制的不同铁基合金粉末,以水玻璃为粘结剂预涂于Q235B钢表面,用氩气保护电弧作为热源进行堆焊,从而获得原位合成Ti、V、Cr等碳化合物颗粒增强相的熔敷层。实验结果表明,氩弧堆焊铁基粉末可获得原位自生化合物强化相。强化相组织形态分别为多边形、凸圆形和雪花瓣形,其中组织特征为多边形的是TiC化合物,数量较多。雪花瓣形化合物是以Ti碳化物为核心周边析出Cr碳化合物,且碳化物颗粒硬度高、分布均匀,有利于提高熔敷层金属的硬度和耐磨性。     

灰口铸铁等离子热喷焊WC/Ni基涂层组织和性能研究

在HT250表面采用等离子喷焊工艺制备了碳化钨/镍基合金复合涂层,并对涂层的宏观形貌、微观组织和显微硬度进行了分析.结果表明：复合涂层与基体形成冶金结合,其中WC均匀地分布在涂层的中底部,而在WC附近形成了强化相Fe3W3C,涂层的耐磨性得到了改善;界面处的HT250在快速冷却过程中,发生淬火反应,部分转变为马氏体;涂层的显微硬度在570～870HV0.2之间,明显高于基体硬度.     

半导体激光熔覆高硬Ni基WC涂层

为提高球阀的使用寿命,通过激光熔覆技术,在304钢基体上制备Ni28+WC涂层,并研究WC含量和激光器功率对涂层表面性能的影响.借助金相显微镜、显微硬度计研究了不同含量WC下涂层的裂纹情况、稀释率及硬度.研究结果表明:随着WC含量升高,涂层硬度显著提高,稀释率逐渐降低,增加激光输出功率可以促进WC颗粒融化从而提高稀释率,当WC含量为30%时,涂层无裂纹,平均显微硬度达到580Hv0.1,稀释率为4.9%,涂层与基地之间实现冶金结合.WC含量高于40%时,由于未融化和析出的WC颗粒的增多,涂层开裂.     

激光熔覆原位自生TiC-VC复合增强铁基合金层的研究

利用钛铁、钒铁、石墨等组分,采用5kW横流CO₂激光器在低碳钢板上熔覆制备出原位自生TiC-VC复合碳化物颗粒增强Fe基合金层.利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针及滑动磨损试验机,研究了合金熔覆层的显微组织及性能.研究结果表明,通过钛铁、钒铁与石墨之间的反应,可以得到TiC-VC复合碳化物增强相,细小的TiC-VC复合碳化物颗粒弥散分布在Fe基体之中,合金熔覆层的耐磨性在一定范围内随增强颗粒的增加而提高.     

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.     

激光熔覆原位自生TiC-VC复合增强铁基合金层的研究

利用钛铁、钒铁、石墨等组分,采用5kW横流C02激光器在低碳钢板上熔覆制备出原位自生TiC-VC复合碳化物颗粒增强Fe基合金层．利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针及滑动磨损试验机,研究了合金熔覆层的显微组织及性能．研究结果表明,通过钛铁、钒铁与石墨之间的反应,可以得到TiC-VC复合碳化物增强相,细小的TiC-VC复合碳化物颗粒弥散分布在Fe基体之中,合金熔覆层的耐磨性在一定范围内随增强颗粒的增加而提高．     

SiCp／Ni梯度复合材料的制备与热震性能研究

采用粉末冶金方法制备了SiC颗粒增强Ni基梯度复合材料(FGMMC)，研究了FGMMC的显微组织、力学性能和抗热震性能。结果表明，FGMMC基体连续，层间没有界面，致密度大于93％；FGMMC的显微硬度随SiC含量的增大至梯度分布，而且具有良好的抗热震性能。     

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     

基材表面粗糙度对镀铬层膜基结合性能的影响

为了提高紧固件的摩擦磨损性能,采用直流电镀工艺,在1Cr13钢表面制备了单层标准镀铬层,研究了基材1Cr13钢表面粗糙度对其表面镀铬层的组织结构与膜基结合强度的影响.利用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计与多功能材料表面性能测试仪对镀铬层的微观组织、相结构、显微硬度及膜基结合强度进行了分析.结果表明,随着基材表面粗糙度的降低,镀铬层表面更加致密、均匀,微裂纹数量明显减少,镀铬层的显微硬度增加,临界载荷达到了38.7 N,膜基结合强度得到明显提高.     

磁控状态下Fe90堆焊层显微组织对力学性能的影响

为了研究直流横向磁场对Fe90堆焊层组织和性能的影响,在Fe90自熔堆焊合金的等离子弧堆焊过程中引入直流横向磁场,采用洛氏硬度仪、磨损试验机对不同规范下试样的硬度、耐磨损性进行测试,采用OM及SEM对堆焊层进行显微组织分析,进而揭示外加磁场对堆焊层性能的作用机理.结果表明,施加磁场的堆焊层要比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;当堆焊电流为I=180 A,磁场电流为I_m=3 A时,堆焊层性能取得最佳值,其磨损量为0.4218 g,表面硬度HRC为72.1.外加磁场提高堆焊层性能的主要原因是电弧和熔池在磁场作用下运动状态发生改变,改善了堆焊层组织,使堆焊层的组织由柱状晶转化为等轴晶并细化晶粒,进而提高堆焊层的综合力学性能.     

镁基非晶合金复合材料的长周期结构形成规律

为了提高Mg基非晶合金的塑性,在非晶基体中引入长周期(Long Period Order,LPO)结构晶态相,研究了Y/Zn含量对LPO结构形成的影响.采用铜模铸造制备了Mg77Ni12Zn9-xY2+x(x=0,2,4,6)非晶合金复合材料.采用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、x-射线衍射仪(XRD)、能谱分析(EDX)等实验方法,对复合材料的组织、相组成和成分进行了研究.实验结果表明:形成具有14H类型LPO结构的最小Y/Zn值为0.57;形成均匀分布LPO相的Y/Zn比值为1.2,其中Y和Zn原子固溶在LPO结构中的比例略大于1.与Cu元素相比,Ni元素的存在使LPO结构类型由6H变为14H.通过各组成相在凝固过程中形核与长大过程,阐述了临界合金成分中LPO结构的形成过程及其热动力学机制.     

焊后热处理对高温合金异种材料焊接组织的影响

针对含有较多合金元素的镍基单晶高温合金熔焊焊接性能较差的问题,采用扫描电子显微镜、背散射衍射分析和显微硬度仪等手段,研究了镍基单晶高温合金DD8和钴基等轴晶K640M的氩弧焊焊接显微组织特征.结果表明,焊接后接头形成定向柱晶区、熔合区和母材区.对实验合金进行焊后热处理后发现,熔合区和定向柱晶区中γ相发生长大,且Co等元素的分布趋于均匀,焊接残余应力的存在导致个别位置出现再结晶现象.热处理前后接头内显微硬度无明显变化.     

类激光熔覆Stellite合金沉积层的组织及磨损性能

为了进一步提高316不锈钢的表面性能,采用类激光熔覆技术在316不锈钢表面制备了Stellite合金沉积层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计与销盘磨损试验机,研究了Stellite合金沉积层的微观组织、化学成分、显微硬度及摩擦磨损性能.结果表明,Stellite合金沉积层主要由γ-Co和M_(23)C_6相组成.沉积层组织依附于316不锈钢基体的界面呈外延生长,由界面至表面依次呈平面晶、柱状晶和胞状树枝晶形态,且越靠近表面组织越细小.Stellite合金沉积层的最高硬度可达650 HV.在摩擦磨损过程中摩擦系数随着法向载荷的增大而减小,磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.     

真空热处理对热障涂层组织形貌及元素扩散的影响

为了研究真空热处理对CoNiCrAlY涂层组织形貌及元素扩散的影响,采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在镍基高温合金基体上制备了CoNiCrAlY涂层.对部分样品进行真空热处理,利用大气等离子喷涂8YSZ陶瓷层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分散谱仪(EDS)等分析了热障涂层的相组成、微观组织、元素扩散与热震性能,研究了真空热处理对热障涂层的影响.结果表明,真空热处理后,CoNiCrAlY涂层颗粒间界面消失且涂层发生均质化;涂层与基体界面处元素发生扩散;热障涂层的抗热震性能提高.     

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.     

晶粒大小对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响

为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计,分别对冲击压缩后的AZ31镁合金试样进行了组织观察和硬度测试.结果表明,晶粒越小,AZ31镁合金的绝热剪切敏感性越弱.在对绝热剪切带及其周围组织进行维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于其周围组织的硬度.