45钢激光合金化后的组织结构及性能

对45钢激光合金化处理可改善其组织结构及性能。研究了45钢不同工艺条件(功率、扫描速度)下激光处理后的组织结构、成分、显微硬度以及耐腐蚀性能。结果表明:45钢合金化后从表层到基体的区域分为合金化区、过渡区和热影响区,其中合金化区由树枝晶和胞状晶组成;合金化区的显微硬度相对于基体有明显提高,且随扫描速度以及功率的增大,合金化区的硬度增大;45钢合金化后耐腐蚀性能得到了较大的提升。     

超音频感应熔覆钴基涂层的组织与摩擦磨损性能

为提高45钢的摩擦磨损性能,采用超音频感应熔覆技术在45钢基体上制备Co基合金涂层,研究涂层的微观组织形貌、物相组成、显微硬度以及摩擦磨损性能.结果 表明:Co基合金涂层与基体冶金结合,涂层内无孔洞、裂纹等缺陷;涂层物相组成复杂,主要由γ-Co、γ-(Fe,Ni)、Cr23C6、Cr7C3、Co7W6以及金属间化合物Co3Fe7和FeNi3组成;钴基合金涂层的显微硬度约为573.1 HV0.2N,是基体45钢(215.0 HV0.2N)的2.67倍;在室温干摩擦条件下,钴基合金涂层的摩擦磨损性能优于45钢基体,其磨损形式为轻微的磨粒磨损和黏着磨损.     

镍基熔覆涂层受冲击载荷作用下的性能研究

45钢及1Cr18Ni9Ti表面激光熔覆WFCL-11涂层，研究了激光熔覆涂层与基体界面及表面显微组织和硬度特点，分析在冲击载荷作用下，显微组织、结合性能、硬度变化等特点。发现了不同基材与熔覆材料对结合面性能的影响。     

放电等离子烧结Ni60_WC涂层的显微组织与性能

利用放电等离子烧结技术在45钢基体上制备了Ni60_WC涂层,并分析和研究了Ni60_WC涂层的显微组织、界面结合情况以及耐磨性能。结果表明,Ni60_WC涂层主要由WC、FeW3C、Cr23C6、Ni3Fe等相组成;涂层平均硬度为968.5HV0.3,过渡层硬度在968.5~225.2HV0.3呈梯度分布,宽度约为0.25mm,涂层与基体属于冶金结合;在磨粒磨损条件下涂层体积磨损率为2.31×10-2cm3。     

铜合金表面热喷涂(焊)涂层组织及性能研究

采用等离子喷涂工艺在纯铜表面分别制备了NiCrCoAlY、Cr3C2-NiCr两种涂层,采用等离子喷焊工艺制备了Ni60喷焊层,并分别进行了显微形貌、显微硬度、耐磨性能及热震性能分析。结果表明,等离子喷涂层主要为机械咬合,其次是微区冶金结合和化学键结合,而等离子喷焊层与基体形成良好的冶金结合,其结合强度相对较高。Cr3C2-NiCr涂层硬度高达534 HV,耐磨性能最优,而NiCrCoAlY涂层硬度为352 HV,耐磨性能较好,且抗热震性能优异;Ni60焊层熔合区硬度为154 HV,焊层中部高达606 HV,随后缓慢降低至平稳。     

热轧45钢表面Ni60-WC涂层的高频感应熔覆及其电接触强化前后的性能

为了降低WC增强镍基合涂层的制备成本,提高其表面性能,采用高频感应熔覆技术在热轧45钢表面制备Ni60-WC合金层,并对熔覆层进行电接触强化。采用光学显微镜、X射线衍射仪及显微硬度计分析了熔覆层电接触强化前后的形貌、相结构及显微硬度;采用滚动疲劳接触磨损试验研究了熔覆层电接触强化前后的耐磨性。结果表明:热轧态45钢感应熔覆层组织较为致密,但存在孔洞、夹生缺陷;熔覆层电接触强化后组织更加致密,孔洞减少,夹生层重新熔合,热影响区减小;熔覆层电接触强化前后的相结构相同,均由WC,W2C,Cr23C6,Cr7C3,Fe Ni,Ni3Fe等相组成;熔覆层电接触强化后的显微硬度和耐磨性较电接触强化前大幅提高,熔覆层电接触强化后抗疲劳磨损性能大幅提高且远高于淬火态45钢的。     

大气等离子喷涂Fe基涂层及其氩弧重熔层的组织与力学性能

采用氩弧重熔技术对大气等离子喷涂Fe基涂层进行了重熔处理,分析了重熔前后涂层的显微组织和力学性能。结果表明,重熔后Fe基喷涂层的层状结构以及气孔、未熔颗粒、夹杂物基本被消除,孔隙率由4%降低到0. 4%,重熔层组织致密。喷涂层主要由微晶区、纳米晶区和过渡区组成,结晶度较差,原子排列较混乱,而重熔层由单晶区和(Fe,Cr)23C6相构成,析出相与基体界面处无显微裂纹,结晶度较好,原子排列较规则;喷涂层与基体结合处有明显缝隙,结合方式为机械结合,而重熔层与基体界面产生"白亮带",结合方式为冶金结合;相对于喷涂层,重熔层的平均显微硬度和弹性模量分别提高了33. 4%和53. 2%,表面粗糙度降低了43. 2%。氩弧重熔处理显著地改善了Fe基涂层的显微组织及力学性能。     

304不锈钢激光原位合成自润滑涂层的宽温域摩擦学性能

由于304不锈钢在中、高温下摩擦学性能较差,制约了其在重要摩擦运动副零部件上的应用。为改善304不锈钢的摩擦学性能,以Ni60粉末为增韧相,WS2为合成润滑相的前驱化合物,TiC为高硬度耐磨相,采用高能激光束在其表面原位合成自润滑耐磨复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和探针式材料表面磨痕测量仪表征涂层和基体的物相、微观结构、显微硬度与表面形貌,并系统研究涂层和基体在20,300,600,800℃下的摩擦学性能及其磨损机理。结果表明:涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11,Ti2SC,Fe2C,Cr7C3,CrS和WS2组成;涂层的平均显微硬度(302.0HV0.5)略高于基体(257.2HV0.5),但涂层上部区域的硬度(425.4HV0.5)约为基体的1.65倍;涂层在所有等温摩擦学实验中摩擦因数和磨损率均低于基体,300℃时涂层润滑效果最好,摩擦因数为0.3031,600℃时涂层耐磨效果最好,磨损率为9.699×10^-5 mm^3·N^-1·m^-1。     

Y_2O_3含量对38CrMoAl钢表面激光合金化WC/Ni金属陶瓷组织与性能的影响

采用激光合金化技术,在38CrMoAl钢表面制备不同Y_2O_3含量的WC/Ni合金化层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、显微硬度计和摩擦磨损试验机,系统研究合金化层的相组成、显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能随Y_2O_3含量的变化规律。结果表明:不同Y_2O_3含量的合金化层皆是由γ-(Fe,Ni)、基体马氏体、M3C及WC相组成,其中纳米WC颗粒主要分布在合金化层上部的枝晶间,而微米WC颗粒则分布于合金化层底部边缘区,且在颗粒边缘形成有明显的外延生长层。随着Y_2O_3含量的增加,具有亚共晶形貌特征的凝固组织逐渐细化,γ-(Fe,Ni)和M3C数量增多,基体马氏体数量略有减少。但当Y_2O_3含量(质量分数,下同)超过1.0%时,凝固组织开始有所粗化。随Y_2O_3含量增加,合金化层硬度呈先增后降、摩擦因数和磨损失重呈先减后增的变化趋势。当Y_2O_3含量为1.0%时,合金化层硬度(781HV0.2)最高,为基体的2.4倍;摩擦因数和磨损失重最小,分别为基体的17%和8.9%。     

激光原位合成Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层组织结构与性能

先利用火焰喷涂技术在中国低活化马氏体钢表面制备了CrFeAlTi涂层,然后通过激光原位反应技术在火焰喷涂涂层表面原位合成了Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层。分别采用体视显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、立式万能摩擦磨损试验机以及静态铅铋腐蚀实验装置等分析测试手段对涂层的形貌、微观组织结构、物相组成、显微硬度、干滑动摩擦磨损性能以及耐液态铅铋合金腐蚀性能等进行了研究。实验结果表明:激光原位合成的Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层表面整体平整、光滑、致密,基本没有凹坑、裂纹和孔隙等缺陷,与基体之间形成了良好的冶金结合。涂层内部存在完全结晶区和非结晶区,且界面明显。涂层表面主要物相为Al_2O_3,TiO_2,(Al.948Cr.052)_2O_3,Fe_2TiO_5和FeCr等。涂层截面平均显微硬度约为1864.2HV0.2,比基体CLAM钢提高了约3倍,且沿横截面方向呈平稳过渡的阶梯状分布。与基体CLAM钢相比,涂层具有良好的耐磨性能,其磨损量仅为基体的1/6,并且涂层在液态铅铋中表现出良好的耐腐蚀性能。     

45 钢表面激光相变硬化改性组织及耐蚀性能

目的为了改善45钢表面状态,提高其表面性能,采用CO2激光器对其表面进行激光相变硬化处理。方法利用带有能谱的扫描电子显微镜(SEM/EDS)、盐雾试验机等,对激光相变硬化层组织及耐蚀性能进行了观察和分析。结果激光相变硬化层由熔化区、相变硬化区和热影响区三部分组成,其组织依次为:混合马氏体+未溶碳化物、针状马氏体、残余奥氏体。随扫描速度增加,耐蚀性先变好而后变差。结论激光相变硬化处理可改善45钢的表面性能,显著提高其耐蚀性能。     

45钢表面Ni基激光熔覆层的耐蚀性能

为改善45钢表面的力学性能和耐蚀性,在相同功率下采用不同扫描速率在其表面激光熔覆制备了Ni基(Ni35A)复合涂层。利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学腐蚀测试系统对熔覆试样进行组织形貌、相组成、显微硬度和耐蚀性能分析。结果表明:熔覆试样由熔覆层、结合区和基体3部分组成;熔覆层组织细密并与基体冶金结合,扫描速率过大时易形成裂纹;熔覆层主要由FeNi3和Ni3B相组成,不同速率所得熔覆层显微硬度均超过400 HV;扫描速率为500 mm/min时熔覆试样自腐蚀电位提高了40 mV。     

离焦量对激光熔覆层组织及性能的影响

目的改善40 Cr钢表面性能,提高其表面硬度、耐磨性及耐蚀性。方法利用扫描电子显微镜、显微硬度计、磨损试验机、电化学测试系统等对激光熔覆层组织及性能进行观察和分析。结果离焦量越大,熔覆粉末及基体表面熔化深度越浅,通过控制适当的离焦量可以获得结合良好的涂层;离焦量为110 mm时,激光束的快热快冷作用能获得细小均匀的组织,细晶能保证较高的硬度,耐磨性及耐蚀性均较好。结论 40Cr钢经激光熔覆处理后可显著改善其表面性能,适宜的离焦量有利于获得最佳性能。     

20Cr_（2）Ni_（4）W钢钴粉涂层激光合金化的试验研究

本文采用２ｋＷＣＯ_２激光器对２０Ｃｒ_（２）Ｎｉ_（４）Ｗ钢进行了激光表面钴合金化的试验研究。用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、Ｘ射线衍射、透射电镜、显微硬度计等手段分析了合金化区域的成分、组织和性能。结果表明，激光表面钴合金化可获得含钴均匀的合金化层，合金化层的高温硬度和热疲劳性能均有提高，在热作工具钢表面性能优化领域有着良好的应用前景。     

40Cr激光熔凝硬化组织形态及硬度研究

利用CO2轴流激光加工机对40Cr钢表面进行激光熔凝硬化处理。利用扫描电子显微镜、金相显微镜和显微硬度计研究了不同工艺下熔凝硬化层及基体的显微组织和硬度分布特征。实验表明：熔凝硬化层由熔化区、相变硬化区和热影响区组成;由表及里组织分别为极细隐晶马氏体＋少量残余奥氏体、隐晶马氏体＋碳化物＋残余奥氏体、马氏体＋回火屈氏体＋铁素体。硬化层最高硬度约是基体的3倍;随着扫描速度的增加表层硬度先增加后减小,当扫描速度为2.5m·min^-1时,表层硬度最大,为1097.9HK。     

2Cr13钢激光表面合金化的组织和性能分析

2Cr13钢通过激光表面合金化达到表面改性的目的。利用扫描电镜观察了在不同工艺参数下，激光表面合金化的强化效果及显微组织。用显微硬度计检测了激光合金化组织的显微硬度。结果表明，2Gr13钢激光表面合金化能大大提高其表面的硬度和耐磨性，使它的应用更为广泛。     

温度对40Cr13钢等离子表面渗铌层组织的影响

为提高马氏体不锈钢的耐蚀和耐磨性能,选择40Cr13不锈钢为基材、纯铌板为靶材,采用双辉等离子表面冶金技术在不锈钢表面制备合金化层.用SEM、GDOES、XRD等方法分析渗铌温度对铌合金层组织、成分、相组成、表面形貌及硬度的影响,并对渗层形成机制及表面硬化机理进行了研究.结果表明:在900~1 000℃形成的铌合金层组织均匀致密,合金层主要由Nb2C、Nb C、Fe2Nb、Cr2Nb及铌组成;合金层表面粗糙度随渗铌温度的提高而增加;合金层厚度随渗铌温度改变发生不同变化规律,950℃渗铌形成的渗层约13μm,900和1 000℃渗铌后合金层厚度均为7μm左右;不同温度渗铌后试样的表面硬度与基体相比均有较大幅度的提高,1 000℃渗铌后试样表面硬度高达约985 HV0.025,900℃渗铌后约758 HV0.025,而950℃渗铌后表面硬度最低,约698 HV0.025.     

Effect of carbon content of substrate on alloying layer in double glow plasma surface alloying

Surface age-hardening high-speed steel has been formed on the surface of different substrates by double glow plasma surface alloying (DGPSA) technique, which possesses many excellent properties such as high hardness, high anti-temper stability, high wear resistance, etc. The hardness of the surface alloying layer is mainly determined by the construction of alloying layer as thickness, element distribution, structure and constituent phases of the alloying layer. In this paper, composition of the alloying layer and its constituent phases were studied for different substrates after the plasma surface alloying with W, Mo and Co. The results showed that the thickness, distribution of elements, structure and constituent phases of alloying layer were influenced greatly by the carbon content of the substrate. It is found the increase in the carbon content in the sample substrate decreases the depth of the surface compound layer. The constituent phases of the surface layer were (FeCo)₇ (WMo)₆-type μ phase, (FeCo)₂ (WMo)-type laves phase and W (Mo) solid solution for the ingot and 20 steel and MC-type carbide and M₆C-type carbide for the 45 steel and the T8 steels, respectively. The surface alloying layer exhibited high hardness of 1200-1400 HV_0.2.The thickness of the surface alloying layer was 120 μm for ingot, 50-95 μm for 20, 45, T8 steels. The advantage of the DGPSA is that thick alloying layer is formed without adhesion problem, almost every metal including W, Mo can be surface-alloyed without environment contamination problem.     

深冷处理对碳钢表面Mo-Cr合金层摩擦性能的影响

介绍了一种在Q235钢表面进行等离子合金化及热处理工艺,获得表面高性能强化层的技术方法.通过该技术方法的处理,使Q235钢表面含有Mo,Cr,C合金元素,成分达到或接近冶金高速钢.该工艺技术的基本原理是在真空容器中,利用辉光放电的溅射现象,首先在Q235钢表面渗入合金元素Mo,Cr,表面含量分别达到12%(质量分数,下同)和4%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面含碳量达到2.0%以上,合金化层成分接近钼系高速钢.合金层中的碳化物细小、均匀、弥散,无粗大的共晶莱氏体组织.Q235钢表面合金化后分别采用淬火 低温回火,淬火 2h深冷处理 低温回火两种工艺.结果发现,经深冷处理的试样表面硬度达到1600HV,明显高于未经过深冷处理试样的表面硬度.摩擦磨损实验表明,经深冷处理试样的滑动摩擦系数较未经深冷处理试样的要小,经深冷处理试样的耐磨性是未经深冷处理的1.6倍.