WFLC-11钴基合金激光熔覆层组织及性能评价

对自主开发的WFLC-11激光熔覆专用钴基合金粉末激光熔覆层与Stellite-6合金等离子喷焊层的组织与性能进行了比较研究。结果表明，激光熔覆层组织细小、均匀，致密性好，高温硬度更高，其显微硬度、耐腐蚀性能、抗擦伤性能优于Sellite-6合金等离子喷焊层。     

复合热源喷涂NiCr-Cr3C2涂层及其性能分析

采用激光与等离子复合热源喷涂技术,在38CrMoA1基体上制备NiCr-Cr3C2涂层,对涂层的结合强度、显微硬度、微观组织结构以及抗高温滑动摩擦磨损性能等进行了测试分析.结果表明,与传统的等离子喷涂层相比,复合热源喷涂时,NiCr-Cr2C2粉末受热熔融更充分,流动性好,铺展均匀.涂层实现了冶金结合,具有更高的结合强...     

GH901基体表面等离子喷焊司太立6#合金层的组织与性能研究

随着汽轮机设计参数的日趋提升,对高温材料及相关的表面改性技术的需求也日趋强烈。GH901材质及其氮化、熔覆的零部件也广泛地应用于抗高温氧化、耐高温磨损的工况。通过使用等离子喷焊(PTA)方式,在GH901材质上进行单层或双层喷焊司太立合金试验,研究了焊接单层及双层司太立合金对焊接接头热影响区组织性能的影响。结果表明,采用PTA方式进行堆焊司太立时,接头熔合线处易形成较大的成分扩散区,且在扩散区晶界及晶内产生大量的TiC等析出相,且随着两层焊接热循序,焊层与基体间的扩散区宽度增大,析出相的数量和尺寸均增加。     

增材制造用高流动性铝合金粉末制备技术研究

采用自主开发的旋转盘离心雾化实验装置进行雾化制备增材制造用铝合金粉末实验研究,通过开展雾化盘实验研究优选出粒度分布较均匀收得率较好的盘形,并获得其结构和工艺参数的影响规律;通过对制得的铝合金粉末性能和3D打印成型件物理性能进行检测。结果表明:离心雾化制备的铝合金粉末具有高流动性、窄粒度、高球形度、高松比,表面光洁无卫星粉,无空心粉等特点,同时3D打印离心雾化样件熔覆道均匀,孔洞缺陷少,致密度和力学性能明显优于气雾化样件,尤其是抗拉强度和屈服强达到495和320 MPa,相比气雾化粉打印样件提高近10%。     

镍基WC等离子弧熔敷层的组织和高温磨损性能

为在15CrMo钢表面采用等离子堆焊含60%WC的镍基合金粉末,对堆焊层的显微组织、硬度和高温耐磨性能进行了试验分析.结果表明,堆焊层焊道成形良好,堆焊层组织致密.堆焊层横截面上WC颗粒分布均匀,WC颗粒的质量分数可达60%以上,堆焊后WC颗粒硬度值基本上仍保持了原有的高硬度,颗粒表面重熔量小.堆焊层具有较高的硬度;原始WC颗粒构成的硬质骨架,加上次生WC的弥散强化作用,使堆焊层具有良好的耐磨料磨损性能,其600℃高温耐磨料磨损性能为45正火钢的5倍以上.     

基于分形路径粉末等离子喷焊层的组织与硬度

采用粉末等离子喷焊工艺对热锻模表面进行修复与再制造,可大幅提高热锻模的使用寿命与经济性。鉴于粉末等离子喷焊层的组织和性能不均匀问题,采用S形路径和Hilbert分形路径对镍基合金粉末等离子喷焊工艺进行了研究,比较了两种路径对镍基合金等离子喷焊覆层的金相组织与硬度的影响。结果表明,与S形路径相比,Hilbert分形路径下的喷焊层组织更加一致,晶粒尺寸更加均匀,显微硬度差别更小。     

烧结温度对M3∶2高速钢SPS烧结组织和性能的影响

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了M3∶2粉末冶金高速钢,研究了SPS烧结M3∶2粉末冶金高速钢最佳烧结温度、显微组织与性能.通过实验得到以10℃/min的速率升到1200℃时高速钢的连续升温烧结曲线,分析在此烧结实验下的烧结过程,进而确定烧结温度范围.在此范围内的不同温度下烧结试样,根据试样密度、硬度、相对密度和显微组织确定M3∶2粉末高速钢最佳烧结温度.结果表明:在烧结温度900℃、保温时间10min、压力30 MPa工艺下,SPS烧结的M3∶2粉末冶金高速钢,其显微组织均匀、晶粒细小、无碳化物偏析,相对密度达98.17％,硬度达63.37 HRC.     

热作模表面激光熔覆司太立合金粉的工艺研究

采用不同的工艺参数对H13钢热作模表面进行连续CO2激光熔覆Stellite6司太立合金粉处理,并进行了高温表面硬度、高温耐磨性、耐高温腐蚀性和抗热疲劳性的测试与分析.结果表明,表面连续CO2激光熔覆Stellite6司太立合金粉处理,能有效改善H13钢热作模的高温表面硬度、高温耐磨性、耐高温腐蚀性和抗热疲劳性,较佳的工艺参数为:激光功率2 kW、光斑形状为圆形、光斑直径3mm、激光扫描速度250 mm/min、送粉速度11.3 g/min.     

磁场参数对堆焊层组织性能的影响

对低碳钢表面进行Fe5,Fe3和钴基合金粉末等离子弧堆焊时外加纵向直流磁场,研究了电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、宏观硬度检验等手段对试样进行测试分析,系统地分析了磁场强度对三种合金堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,在适当的磁场参数作用下,堆焊层金属可以获得最佳的细化效果,从而改善堆焊层金属的硬度和耐磨性;而且在堆焊不同的合金粉末时,发现最佳电磁搅拌作用下的磁场强度大小趋于定值.     

直流横向磁场作用下钴基合金的组织及性能

为了提高堆焊层的性能,研究直流横向磁场对等离子弧堆焊层的组织和性能的影响.在低碳钢表面进行钴基合金粉末等离子弧堆焊时施加直流横向磁场,焊后对堆焊层进行硬度、磨损、显微组织以及X射线衍射分析,并系统地分析直流横向磁场对等离子堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,施加磁场时堆焊层性能比无磁场时堆焊层性能好.当堆焊电流为1...     

面向高炉风口小套长寿化的表面堆焊工艺

针对高炉风口小套的使用情况和主要失效形式,提出了在风口内壁采用电弧熔覆高温耐磨合金材料的工艺方法。提出了过渡层JSTNi6382+表层耐磨合金的材料结构,并对熔覆层的金相组织、硬度、耐磨性和抗热震性能进行分析。沿熔积方向对强化试样进行等距硬度测试。试验结果表明,试样硬度沿熔积方向呈梯度递增。在常温下D450的耐磨性是紫铜的5.8倍,D600的耐磨性是紫铜的17倍;D450试样的抗热震性能远优于等离子喷涂工艺。     

氮碳氧复合处理(QPQ)对MPS700A钢组织与性能的影响

采用氮碳氧复合处理(QPQ)技术对耐蚀耐热不锈钢MPS700A钢进行表面改性,分别进行(450～500) ℃×5 h和(550～570) ℃×3 h盐浴氮碳共渗试验,氧化处理工艺均为400 ℃×30 min。对QPQ处理后试样渗层的表面形貌、表面硬度、脆性及其耐磨性进行了分析。结果表明:渗层主要由氧化膜层、疏松层、化合物层和扩散层构成,QPQ处理后试样的硬度明显提高,相对低温段490 ℃盐浴氮碳共渗试样的硬度最高,相对高温段550 ℃处理的试样硬度最高,分别为1295、1344 HV0.1,分别是基体硬度的3.75和3.90倍。QPQ处理试样的渗层组织细小,均匀致密,脆性低,耐磨性好,比祼钢具有较好的高温摩擦磨损性能,尤其在500 ℃以上性能更加优异。且与550 ℃盐浴氮碳共渗QPQ试样相比,490 ℃盐浴氮碳共渗QPQ试样具有更低的脆性,更好的高温摩擦磨损性能。     

热锻模耐热层Ni60-WC表面强化研究

对热锻模模膛表面进行强化,在热锻模模膛表面熔覆Ni60-WC金属陶瓷层,其中陶瓷粉末以70%/30%、80%/20%和90%/10%的3种比例混合。采用等离子喷涂、等离子重熔和喷焊3种方法对WC的3种比例粉末试样进行实验,分析其显微硬度、热膨胀系数、比热容和热导率。实验分析发现:3种方法中喷焊的显微硬度最高,喷涂其次,重熔最差;增加WC的比例分数,覆层的显微硬度逐渐增大;3种处理方法中,喷焊试样的热物性和孔隙率最好。实验结果表明,30%WC粉末采用喷焊方法得到的覆层更有利于热锻模模膛表面的强化。     

纳米金属涂层对模具钢性能的影响分析

在4Cr5MoSiV1模具钢表面进行大气等离子喷涂纳米钨粉或纳米铬粉,并进行了高温硬度、耐热磨损性能和耐热疲劳性能的测试与分析。结果表明,大气等离子喷涂纳米钨粉或纳米铬粉,可有效提高模具钢的高温硬度、耐热磨损性能和耐热疲劳性能。优选为大气等离子喷涂纳米钨和纳米铬的混合粉末,其中纳米铬粉:纳米钨粉=2∶1。喷涂混合纳米粉后的试样在300℃时的硬度从202 HV增加到2042 HV;900℃摩擦磨损时的体积磨损率从1.91%减小到0.17%,热疲劳主裂纹级别从9级降至1级。     

不锈钢等离子渗铪并固体渗碳后的高温摩擦性能

目的提高0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的抗高温摩擦性能。方法利用等离子渗金属技术在不锈钢表面等离子渗铪,之后进行固体渗碳,在HT-500型球-盘磨损试验机上进行高温摩擦磨损实验,分析其高温摩擦性能及摩擦机制,并与不锈钢基体试样及不锈钢渗铪试样进行对比。结果渗铪试样的渗层厚度约为45μm,渗铪+渗碳试样的渗层厚度达100μm。渗铪+渗碳层弥散分布着许多粒状和短棒状碳化物颗粒,碳化物类型主要为MC型、M7C3型和M23C6型。基材的摩擦曲线波动起伏大;渗铪试样的摩擦系数较大,但磨损微观表现平稳;渗铪+渗碳试样的摩擦系数最小。磨损失重由大到小依次为:基材渗铪试样渗铪+渗碳试样。在300,500℃下,渗铪试样的耐磨性相对基材分别提高至1.47倍和1.94倍,渗铪+渗碳试样分别提高至2.13和2.28倍。基材划痕尺寸宽且较深;渗铪试样的表面硬度提高,且摩擦磨损过程中出现了合金氧化物;渗铪+渗碳试样的表面硬度高,基体韧性好,仅出现了很浅且窄的磨痕。结论通过等离子渗铪及离子渗铪+固体渗碳,均能提高不锈钢表面的抗高温摩擦性能,相比之下,离子渗铪+固体渗碳的效果更好。     

UMCo50合金的同质及T800堆焊层组织及性能

采用钨极氩弧焊和等离子弧粉末堆焊在UMCo50母材上分别堆焊UMCo50焊丝和T800钴基合金粉末,利用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、高温摩擦磨损试验机对UMCo50与T800堆焊层的组织、硬度、高温耐磨性、耐热腐蚀性能进行了对比研究。试验结果表明,UMCo50堆焊层由α-Co和ε-Co相组成,T800堆焊层由α-Co和ε-Co和Laves相组成。与UMCo50堆焊层相比,Laves相的存在明显提高了T800堆焊层的硬度和高温耐磨性,由于T800堆焊层Cr元素含量较低,耐热腐蚀性能低于UMCo50堆焊层。     

热喷涂高温抗氧化耐磨损涂层的研究

为研究涂层的耐磨损性能与高温抗氧化性能,制备一种低成本的NiCoCrAlYW粉末,与已经产业化的CoCrAlYTa粉末进行比较.对2种粉末进行了XRD、SEM、EDS分析,自制粉末颗粒呈块状,颗粒度为180~320目.用等离子喷涂工艺制备涂层,自制NiCoCrAlYW粉末的沉积效果比商品粉末好.对2种涂层进行了组织形貌分析、XRD物相检测及能谱分析.在高温抗氧化、DTA/TG热重差热分析实验中,2种涂层表现出良好的抗氧化性.在磨损实验中,自制粉末喷涂涂层的磨损率与商品粉末制备的涂层比较接近.在硬度检测中,CoCrAlYTa涂层显微硬度为800HV 左右,NiCoCrAlYW涂层的显微硬度低于前者,但是不影响其耐磨损性能.     

65Mn铁基等离子堆焊层组织及耐磨性能研究

利用等离子堆焊技术堆焊合金粉末可以提高材料表面耐磨性和硬度等性能。采用等离子堆焊技术在65Mn钢板表面制备了Fe基体合金涂层,研究了堆焊层组织和性能。结果表明,堆焊层硬度明显高于基体硬度,涂层有雪花状组织,洛氏硬度可以达到60 HRC以上,摩擦系数约为淬火后65Mn摩擦系数的一半,其耐磨性明显增强。     

稳定热处理后表面污染对FGH4097制件性能的影响

研究了FGH4097制件在稳定热处理后出现的表面污染变色对零件性能的影响。对FGH4097粉末高温合金模拟件稳定热处理变色后进行组织检查、能谱分析和硬度测试,以及对FGH4097变色盘件化学成分分析、合金试样在空气炉不同热处理温度下的变色情况和热处理1 h后室温拉伸性能检测。结果表明：FGH4097粉末高温合金制零件在稳定处理后的表面污染变色为零件表面被氧化,变色层为一层薄的氧化膜。经过性能试验验证,发现表面污染变色对零件性能的影响不大,能够满足使用要求。     

热处理制度对Ni_(3)Al和Stellite6堆焊层组织及性能的影响

司太立合金因其优异的高温耐磨性和抗氧化性,在核泵、阀门、汽轮机等产品中得到广泛应用,但该合金属于战略资源,价格昂贵,且易活化成强辐射元素。采用自主研制的Ni_(3)Al堆焊焊丝,与常用的Stellite6粉末进行焊接工艺性及性能对比,尤其针对650℃×4 h和870℃×4 h两种常用的热处理制度,研究两种堆焊层所发生的组织及性能变化。在304奥氏体不锈钢基材表面进行堆焊时,Ni_(3)Al焊丝和Stellite6粉末均具有良好的焊接工艺性。Ni_(3)Al堆焊层硬度高于Stellite6合金。随着热处理温度由650℃提高到870℃,Ni_(3)Al堆焊层的硬度呈下降趋势,而Stellite6的硬度呈上升趋势。经870℃×4 h热处理后,Ni_(3)Al堆焊层的硬度依然比Stellite 6堆焊层的硬度高68 HV2,对于该材料后续工程应用具有很好的参考价值。