激光熔覆TiC增强镍基熔覆层的微观组织与耐磨性研究

选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉，利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层，考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明，镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主；高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚；随着TiC含量增加，熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显；三体磨损实验结果表明，复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低，表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。     

扫描速度对车用316L不锈钢熔覆层组织及力学性能的影响

采用不同激光扫描速度在304不锈钢表面制备了316L熔覆层，通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度计分别对316L熔覆层宏观形貌、相组成、微观组织及显微硬度进行研究。结果表明，316L熔覆层呈单相奥氏体结构，随着扫描速度升高，激光功率密度降低，热输入减小，冷却速度加快，熔覆层晶粒尺寸减小。熔覆层显微硬度与扫描速度成正相关，其中扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层显微硬度最高，为275HV_0.3。熔覆层显微硬度的升高是晶格畸变导致的固溶强化和细晶强化的协同作用引起的。磨损试验结果表明，316L熔覆层平均摩擦系数显著低于304不锈钢基体，扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层摩擦系数为0.424,磨损率为2.29×10^-6mm³/(N·m),磨损机理为磨粒磨损。     

两种铁基激光熔覆层组织与性能的分析

通过对激光熔覆铁基合金进行成分设计和试验,获得了无裂纹熔覆层,分析研究了两种熔覆层物相组成、显微组织及其性能。结果表明,两种熔覆层组织均匀,均为细密枝晶组织；两种熔覆层的组织主要由γ-Fe、α-Fe、Fe0.64Ni0.36、FeNiCrC组成,随着Cr含量的增加,熔覆层中 α-Fe 增加,而γ-Fe减少,且表面硬度降低,但腐蚀性能随着Cr含量增加而显著增强。     

42CrMo表面等离子熔覆层组织与性能研究

采用等离子熔覆技术在42CrMo表面制备耐磨合金层,通过金相显微镜、X射线衍射仪对熔覆层显微组织及物相进行观察分析,采用维氏硬度仪测量熔覆层金属的显微硬度,选用磨损试验机对熔覆层金属耐磨性能进行检测。结果表明:与等离子熔覆制备1Cr13合金层相比,通过等离子熔覆-注入技术制备1Cr13-B4C复合合金层,其熔覆层显微组织晶粒细化,硬度与耐磨性能显著提高。     

NbC添加量对风电部件用316L熔覆层组织及耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了316L+x%NbC(x=0,5,10,15)熔覆层，研究了NbC含量对熔覆层相组成、微观形貌、显微硬度及磨损行为的影响。结果表明，NbC含量为5%～15%时，熔覆层相组成为NbC、Cr₇C₃和γ-Fe;添加NbC后，316L基体组织显著细化；少量Nb元素固溶在γ-Fe相中，形成间隙固溶体。添加NbC,熔覆层显微硬度、耐磨性大幅提升，摩擦因数、磨损率显著下降，其中316L+15%NbC熔覆层显微硬度高达381HV_0.3,平均摩擦因数为0.437(比316L熔覆层降低了41%),磨损率为2.95×10⁶μm³/(N·m)(约为316L熔覆层的50%)。     

钛对激光熔覆Ni_3Si金属间化合物涂层的影响

利用激光熔覆技术合成Ni3Si涂层修复改善高温合金的使用性能,添加合金化元素改善Ni3Si的脆性问题。以镍、硅、钛元素粉末为原料,利用10 k W CO2连续激光器在GH864表面激光熔覆制备Ni-Si金属硅化物复合材料涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度计表征熔覆试样的微观组织、相组成和显微硬度。结果表明,熔覆层组织主要由镍固溶体、Ni3Si和Ni3 1Si12组成,随着钛含量的增加涂层组织为镍固溶体和Ni3(Si,Ti)。熔覆层的平均硬度随钛含量的增加而减小,主要是因为钛的添加减小了涂层组织中硬质相的含量。随着钛含量从0增加到9%,涂层合金晶格常数从0.351 00 nm增加到0.353 18 nm。     

Si3N4-TiC纳米复相陶瓷的组织与力学性能研究

采用热压烧结方法制备了Si3N4-TiC纳米复相陶瓷,研究了其组织与力学性能.SEM照片表明,Si3N4-TiC纳米复相陶瓷的显微组织由球形晶粒构成.在液相烧结过程中,TiC与Si3N4发生反应,生成了TiC0.7N0.3.力学性能测试结果表明,添加适量的TiC颗粒可以提高Si3N4陶瓷的抗弯强度和断裂韧性;Si3N4陶瓷的硬度随TiC含量的增加而增大.     

矿用活柱表面激光熔覆强化技术的研究

采用激光熔覆技术对矿用活柱表面进行强化,利用金相显微镜、显微硬度计、EDS能谱分析等方法对激光熔覆层的显微组织、元素成分、显微硬度进行研究和分析。结果表明:激光熔覆层的显微组织主要以细小均匀的等轴晶和树枝晶为主,激光熔覆层中的Cr含量达16%以上,激光熔覆层表面的显微硬度达HV630,约为基材的2.5倍,硬度和耐腐蚀性能提高显著。     

镍基合金表面激光熔覆钴基合金的显微组织与硬度

采用激光熔覆技术在镍基高温合金表面制备了钴基熔覆层,用SEM,EDS和显微硬度计对熔覆层进行了测试分析.结果表明,用钴基自熔合金粉末所制备的熔覆层表面平整无裂纹、完整性好,熔覆层与基体之间形成良好的冶金结合,熔覆层的显微硬度约为基体硬度的3倍.     

氩弧熔覆制备WC颗粒增强涂层组织及性能研究

采用氩弧熔覆技术, 在45钢表面制备出WC颗粒增强的耐磨复合涂层。利用光学显微镜、SEM、XRD和EDS分析了氩弧熔覆层的显微组织和相组成, 并测试了熔覆层的显微硬度和耐磨性能。结果显示, 熔覆层枝晶中弥散分布WC和W₂C硬质相颗粒, 出现Fe(W)固溶体和M₆C型化合物, 显微硬度最高可达1 277.1 HV0.1, 磨损试验中其磨损量是基体磨损量的1/6, 熔覆层的良好耐磨性能主要得益于未熔的WC颗粒。     

TiC添加量对细晶Al2O3-TiC复合陶瓷热震疲劳抗力的影响

热压制备了Al2O3—TiC复合陶瓷。研究了Al2O3—TiC复合陶瓷的热震疲劳机制和TiC的添加量对其热震疲劳抗力的影响。热震过程中的微裂纹,裂纹桥接和偏转,热震裂纹表面的“碎粒”及粗糙性等的共同作用是Al2O3-TiC复合陶瓷热震疲劳产生的主要机制。具有一定微孔洞的材料,热震循环时微裂纹易于孔洞处产生,有益于热震疲劳抗力的提高。A30材料韧性最高且孔隙率最大,从而其热震循环疲劳抗力得到改善。     

掘进机截齿表面合金熔覆强化研究

为强化掘进机截齿表面的力学性能,基于激光熔覆技术提出一种涂层制备工艺,并对表面合金的金相组织、显微硬度和元素相分布等特性进行了研究与分析。通过试验分析可知:涂层与母材之间的结合性良好,涂层晶粒细小,分布均匀;在三相化合物Mo2Ni3Si的作用下,涂层表面在不同磨损量下的显微硬度均保持稳定,且相比母材区提升了20%以上。     

激光沉积修复不锈钢管道组织性能及断裂机理分析

选取316L不锈钢粉末以激光沉积方式对含预制裂纹的316L不锈钢核电管道进行不同工艺参数的沉积修复,通过光学显微镜观测修复区宏观形貌和显微组织,通过显微硬度计、拉伸试验机测定修复试样力学性能,利用疲劳试验机测试不同扫描速度下修复试样疲劳寿命,并用扫描电镜观察断口形貌特征。结果表明,修复区由熔合区和熔覆区组成,熔覆区由胞状晶、柱状晶、树枝晶组成,熔合区呈现网状晶体结构。显微硬度分布呈现熔合区＞熔覆区＞热影响区＞基材。在一定范围内,随着激光功率的增加、扫描速度和送粉速率的减少,晶粒尺寸逐渐增大,修复区显微硬度呈下降趋势,热影响区硬度呈上升趋势。当激光功率为1300W、扫描速度9mm/s、送粉速率0.5g/min,试样伸长率为61.61%,在400MPa应力水平下,循环次数为67225次。试样由于良好的宏观形貌、修复区细化的晶体、程度较小的加工硬化,试样表现出良好的塑性和抗疲劳性能,力学性能最优。     

TiC/Cu复合材料的摩擦性能分析

为提高TiC/Cu复合材料的摩擦性能,对不同TiC掺量条件下TiC/Cu复合材料的摩擦磨损性能进行试验分析,研究结果表明：与基体试样相比复合材料的磨损系数较低,且在低载荷磨损时磨损性能更佳,TiC含量增加到3%时的摩擦系数最低。通过磨损形貌分析发现,基体材料主要为黏着磨损,复合材料的磨损行为表现为氧化、粘着和剥层磨损,且复合材料中的TiC颗粒能很好的抵抗粘着磨损的作用,从而使得复合材料的磨损表面磨损程度减轻。     

基于灰铸铁表面多道搭接熔覆成形质量及组织性能研究

为强化修复受损的铸铁件,提高其性能,延长服役寿命。采用高能量密度激光器在灰铸铁HT250表面制备多道搭接铁基合金熔覆层,通过熔覆层稀释率及表面平整度两个重要质量指标对搭接率进行优化,利用体式显微镜、光学显微镜和数显维氏硬度计等仪器对熔覆层的横截面形貌特征、金相显微组织和显微硬度进行检测。结果表明,在搭接率35%时,熔覆层稀释率与表面平整度最优,稀释率仅为5.16%;熔覆层显微组织由下而上依次为粗大的树枝晶与胞状晶、交叉生长的柱状晶、等轴晶,搭接区域经过重熔结晶后,形成分布较稀疏的胞状晶;平均显微硬度达834 HV0.3, 性能相较于灰铸铁基体显著提高,为激光熔覆修复强化铸铁件提供了重要参考依据。     

Cu含量对铁基中熵合金涂层组织与性能影响

采用激光熔覆方法制备了(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)100-xCux(x=0,1,3,5和7at.%)中熵合金涂层。研究了Cu元素含量对涂层物相结构、微观组织、显微硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,随着Cu元素含量增加,合金涂层均为单一的FCC结构,呈典型树枝晶结构。显微硬度均高于基材304不锈钢,且随Cu元素含量增加呈递减趋势。在3.5%NaCl溶液中,(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)99Cu1中熵合金涂层的腐蚀电位最高,相比基材304不锈钢向正方向移动了29mV,且具有最低的腐蚀电流密度为4.977×10-6 A·cm-2,涂层表面腐蚀主要发生轻微的晶界腐蚀。(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)100-xCux合金涂层中Cu元素含量较低时,涂层具有较高的硬度和耐蚀性能,具有良好潜在的价值。     

TiC纳米晶粉的制备及特性

采用机械合金化方法制备了ＴｉＣ纳米晶粉末，研究了这种纳米晶粉末的微观结构和性能。结果表明，机械合金化处理５０ｈ，可以获得平均粒径为３０ｎｍ的ＴｉＣ纳米晶粉，其显微硬度随着球磨时间的增加而大幅度提高。     

T91/TP347H异种钢焊接接头服役过程显微组织研究

采用ERNiCr-3镍基焊丝作为T91/TP347H异种钢焊接接头的焊料,使用X射线衍射分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度计研究了原始态、服役6×104h和服役105h的T91/TP347H异种接头的相组成、微观组织、元素组成及显微硬度。结果表明,随着服役时间的增加,T91母材、TP347H母材和焊缝区晶粒尺寸均有一定程度的增大,T91母材存在析出相M23C6,TP347H母材存在析出相M23C6、Nb（C,N）,焊缝区有少量M23C6存在。在服役过程中发生Fe、Ni元素的扩散。三种状态下的焊接接头均在T91热影响区硬度最高,TP347H母材硬度最低,随着服役时间的增加,焊缝打底层硬度基本不变,而焊缝盖面层和填充层的硬度急剧升高,其余区域硬度均有下降。     

激光熔覆工艺参数对高速钢涂层性能的影响

通过激光熔覆技术,在316L不锈钢表面制备了高速钢涂层。研究了送粉速度和扫描间距(搭接率)对熔覆层性能的影响。结果表明,在送粉速度0.4 r/min、扫描间距0.9 mm时,熔覆层性能较佳。熔覆层表面平滑,无球化缺陷,与基体之间冶金结合良好; 熔覆层内部组织紧密,无气孔和浮渣等缺陷。熔覆层组织结构从下至上依次为平面晶、柱状晶和等轴晶。熔覆层由α-Fe和碳化物组成,且碳化物分布均匀,无明显偏析。熔覆层平均硬度为基体的3.68倍。熔覆层动摩擦系数分布曲线波动小,明显低于基体动摩擦系数。