靶材成分对Ni-Cr合金层组织成分及耐蚀性能的影响

采用双辉等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备了不同靶材成分比条件下的Ni-Cr合金层,研究了靶材成分与Ni-Cr合金层成分之间的关系,并运用电化学测试技术评价了Ni-Cr合金层的耐蚀性。结果表明:Ni-Cr合金层组织均匀致密,且与基体结合良好。Ni80Cr20靶材制备的Ni-Cr合金层主要物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36奥氏体相,当靶材中Cr含量高于40%时,Ni-Cr合金层主要物相为Cr0.19Fe0.7Ni0.11相和少量Fe-Cr相,且随着Cr元素含量增加,Fe-Cr相的含量逐渐增多,Cr0.19Fe0.7Ni0.11相的含量逐渐减少,而Ni-Cr合金层的耐蚀性和对基体的保护效率也在增强。     

γ-TiAl合金表面辉光等离子渗Cr层的组织与性能

利用双层辉光等离子表面渗金属技术(DGPSAT)在γ-Tial合金表面进行等离子渗Cr处理,采用OM、SEM、EDS和XRD分析了渗Cr合金层的显微组织、化学成分及其相组成,并测试了其显微硬度分布和耐磨性.结果表明,γ-TiAl合金经双层辉光等离子渗Cr处理后,其表面形成以Al8Cr5、TiAl、Ti3Al、Cr等相组成的合金层,有效厚度约为35μm,渗层与基体结合牢固;渗Cr层组织成分及其横截面显微硬度由表及里均呈梯度分布;其摩擦磨损性能亦得到提高.     

Ti6Al4V合金渗镀Cr-Mo表面改性层组织结构及其耐磨特性研究

采用双层辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面进行多元合金化,形成均匀致密的Cr-Mo合金渗层.通过GDOES、XRD等手段标定表层成分和相结构,借助显微硬度计和球盘磨损仪测试合金渗层的性能.结果表明:合金渗层中合金化元素Cr与Mo呈梯度分布,主要由化合物Cr_(1.93)Ti_(1.07)、Cr_2Ti、Cr_2Ti_4O_(11)等相构成;改性的Ti6Al4V合金表面硬度有较大程度的提高,抗磨损性能明显改善.     

718钢电火花沉积Ni-Cr合金涂层的组织特征及性能

利用电火花沉积技术,采用自制Ni-Cr合金电极在718模具钢表面制备了Ni-Cr合金涂层,分析了涂层的显微组织、硬度及耐磨性能.结果表明:涂层靠近基体的组织为细小的枝晶,而涂层中部及外层组织为超细晶粒;能谱分析显示,在涂层与基体界面处,Fe及Ni,Cr元素的含量发生突变;涂层的硬度由表层向基体方向呈梯度分布,最高可达8...     

TA2表面电火花沉积NiCr涂层的界面行为

以Ni Cr合金为电极,在TA2表面通过电火花沉积技术制备了Ni Cr合金强化涂层,用显微硬度计考察了涂层的断面显微硬度,并通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)等表征了涂层的微观结构。结果表明:涂层主要由Ni Ti2,Cr4Ni15Ti,Cr1.75Ni0.25Ti及Ni Ti等相组成,涂层厚度约为40~70μm,涂层与基体形成了良好的冶金结合。涂层显微硬度高达HV620,涂层具有较好的耐磨性。     

1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的真空固溶渗氮处理

为了提高表面硬度和耐磨性,对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行真空固溶渗氮处理。采用金相显微镜,X射线衍射仪、显微硬度计和耐磨试验机分析了渗氮层的组织与性能。结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢经1 050℃真空固溶渗氮8 h后,获得了由γ′-Fe4N、CrN及含氮奥氏体组成的渗氮层;渗氮层组织致密,表面硬度为900~950 HV,有效渗层深度200μm以上;合金耐磨性得到改善,磨损失重仅为基体合金的1/26。     

Ti6Al4V合金表面等电位空心阴极辉光放电W-Mo共渗层耐冲刷腐蚀性能

利用针状等电位空心阴极放电技术,在低于钛合金Ti6Al4V相变温度下,对其表面进行W-Mo共渗。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、球-盘摩擦磨损试验仪等分析了改性层的表面及截面形貌、相组成、显微硬度;及在室温干摩擦条件下的耐磨性能;利用冲刷腐蚀试验机研究了W-Mo合金渗层在单相流和双相流冲刷腐蚀条件下,在Na Cl腐蚀介质中的耐蚀性能。结果表明:Ti6Al4V基体经过W-Mo共渗处理后,在其表面形成了厚度约为25.0μm的合金改性层。合金层由Al MoTi_2和Ti_xW_(1-x)相组成。改性层的显微硬度高达850 HV0.1,较基体(450 HV0.1)显著提高,改性层的平均摩擦系数也从基体的0.30降到0.14。W-Mo合金渗层良好的表面力学性能有效的保护了基体材料不受外力的冲刷,在单相流冲蚀下,W-Mo合金渗层的腐蚀速度只是基体Ti6Al4V的1/19;在双相流冲蚀条件下,只是基体Ti6Al4V的1/37。     

Ti2AlNb基O相合金双辉等离子渗碳层摩擦磨损性能

利用双层辉光等离子表面合金化技术在Ti2AlNb基O相合金表面进行渗碳处理,采用SEM、EDS、XRD、硬度仪及摩擦磨损试验机对其组织成分、元素分布、相组成、硬度及耐磨性能进行研究.结果表明,在Ti2AlNb基O相合金表面形成了约30μm的渗碳层,渗碳层表面硬度为1053 HV0.1,且硬度随渗层厚度梯度递减.渗碳层和基体平均摩擦因数分别为0.4和0.75,渗碳层比磨损率为基体比磨损率的1/17.双层辉光等离子渗碳技术明显提高了Ti2A1Nb基O相合金的耐磨性.     

铸钢表面镍基合金渗层的组织分析

采用负压铸渗技术在ZGCr5Mo表面制备了镍基合金渗层,渗层厚度0.7～1.6mm.用扫描电镜、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和硬度计等手段,分析了渗层的微观组织结构、渗层内元素分布、宏观/显微硬度等.结果表明:所得表面合金渗层组织致密,渗层与基体呈冶金熔合;渗层主要由Ni基固溶体、Ni3B、Cr3B、CrB等过饱和条件下形成的金属间化合物等相组成;渗层的镍基固溶体具备良好的韧性,金属间化合物等硬质起到强化作用,使渗层的硬度提高,宏观硬度可达56 HRC,显微硬度自渗层到基体呈梯度变化.     

等离子渗碳提高TiAl基合金耐磨性

研究了等离子渗碳处理对Ti-46．5Al-1．0V-2．5Cr(原子分数)合金耐磨性的影响。分别用OM、GDS、 XRD分析了渗碳层的显微组织、化学成分及组成相,并测试了其显微硬度和耐磨性。结果表明:经等离子渗碳处理后,TiAl基合金表面形成以Ti2AlC为主的渗碳层,该渗层与基体结合牢固;渗碳层成分由表及里呈梯度分布;表面显微硬度可达871 HV,是基体材料的近2倍,表面耐磨性也得到显著提高。     

Surface alloying of Cu with Ti by double glow discharge process

The surface of pure copper alloyed with Ti using double glow discharge process was investigated. The morphology, structure and forming mechanism of the Cu-Ti alloying layer were analyzed. The microhardness and wear resistance of the Cu-Ti alloying layer were measured, and compared with those of pure copper. The results in-dicate that the surface of copper activated by Ar and Ti ions bombardment is favorable to absorption and diffusion of Ti element. In current experimental temperature, as the Ti content increases, the liquid phase occurs between the deposited layer and diffused layer, which makes the Ti ions and atoms easy to dissolve and the thickness of Cu-Ti al-loying layer increase rapidly. After cooling, the structure of the alloying layer is composed of CuTi, Cu4Ti and Cu(Ti) solid solution. The solid solution strengthening and precipitation strengthening effects of Ti result in high surface hardness and wear resistance.     

TC4合金表面TiNi/Ti2Ni改性层不同载荷滑动干摩擦性能研究

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备了TiNi/Ti2Ni合金层,考察了合金层的表面形貌、成分分布、截面组织形貌、相结构。采用球盘磨损试验机分析了TiNi/Ti2Ni合金层在不同载荷下的滑动干摩擦学性能,并与基体进行对比。结果表明,基体和TiNi/Ti2Ni合金层磨损机制主要表现为磨粒磨损。在同一磨损条件下,TiNi/Ti2Ni合金层的摩擦系数略低于基体,耐磨性优于基体。TiNi/Ti2Ni合金层在不同载荷的摩擦系数接近,在0.29~0.32之间波动。随着载荷的增加,磨损率增加。     

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。     

Ti6Al4V钛合金表面Zr-N合金化层的抗高温摩擦磨损性能

为了改善钛合金的高温耐磨性能,采用锆-氮离子共渗与异步渗(渗锆后再氮化处理)两种工艺技术分别在Ti6A14V钛合金表面制备致密的锆-氮合金化改性层,对比研究了合金化层的组织结构特征和高温摩擦磨损性能.结果表明,两种工艺制各的Zr-N合金层表面均由ZrN相组成,异步渗改性层的内层则包含较厚的Zr-Ti固溶体,两种等离子表面合金化层均使钛合金表面硬度显著提高.同样温度和处理时间条件下,异步渗合金化层的厚度约为锆-氮共渗合金化层厚度的6倍,且氮化物层也较厚,原因归于前者处理过程中Zr与Ti之间良好固溶特性的充分发挥及ZrN相的扩散障作用的有效抑制.300℃高温下球盘摩擦磨损试验结果表明,由于锆-氮共渗合金化层深度较小,因而改善钛合金基材耐磨性能的效果相对较低.锆-氮异步渗处理则使Ti6A14V钛合金耐磨性能显著提高,摩擦因数降低50％以上,比磨损率降低2个数量级,原因归于该类合金化层高的表面硬度、大的层深、良好的高温抗氧化性能及优异表面承载能力的有机匹配.     

FASHS技术制备TiB2+Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料

采用电场激活自蔓延高温合成(FASHS)技术制备了TiB2 Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料.试验中首先将镍粉和铝粉球磨处理以促进燃烧反应发生,然后采用FASHS技术利用自蔓延燃烧反应热连接制备了TiB2 Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料.用SEM和XRD分析了梯度材料各层的界面微观组织及相组成,用洛氏硬度计、显微硬度计及磨料磨损试验机分析了材料的力学性能、硬度及表面抗磨性.结果表明,金属陶瓷复合层、Ni3Al层和405不锈钢金属片间形成了可靠的冶金结合,金属陶瓷复合材料表面硬度为90HRA,材料的化学成分和显微硬度呈梯度分布,耐磨性优于20Cr渗碳钢.     

铝硅合金表面激光Cr／WC梯度层组织及抗微动磨损性能研究

利用5kWCO2激光器对铸造铝硅合金表面进行两次激光辐照,先后将不同成分的预置合金粉末和基体材料一起熔化后迅速凝固,在其表面获得Cr/WC激光表面梯度层,并对它们的显微组织进行分析,发现在表面梯度层中存在大量的Al/Cr化合物Al9Cr4。在激光表面梯度层中自表及里显微硬度基本呈连续变化趋势,而单次激光表面合金化层与基体之间的显微硬度值有一突变,在基体和激光表面改性层的微动磨损试验中发现,激光改性后的表面抗微动磨损的能力增强,磨损机制不同于铝硅合金基体,而表现出较好的抗粘着损伤性能。     

钛合金表面激光熔覆Ti/Ni+Si3N4/ZrO2复合涂层组织与性能研究

目的 提高TA15合金的表面硬度,改善其耐磨性能.方法 以Ti/Ni+Si3 N4/ZrO2混合粉末为原料,利用激光熔覆技术,在TA15钛合金表面制备出以ZrO2颗粒和原位生成Ti5 Si3、TiN为增强相,以金属化合物TiNi、Ti2 Ni为基体的复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等手段分析激光熔覆涂层的显微组织及磨损表面,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对熔覆层的显微硬度和耐磨性进行评估.结果 熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,熔覆层组织中TiNi和Ti2 Ni金属化合物基体上弥散分布着Ti5 Si3、TiN树枝晶和ZrO2颗粒;与不含ZrO2熔覆层相比,含有ZrO2熔覆层组织的晶粒得到细化;熔覆层中原位生成的TiN桥接在裂纹上,具有增韧的作用;熔覆层的显微硬度分布在835~1050 HV区间内,约为基体硬度的3倍左右;在干滑动摩擦磨损下,熔覆层的磨损量约为钛合金基体磨损量的1/6,其主要磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损.结论 熔覆层中高硬度、耐磨陶瓷相和高韧性相的共同配合,显著提高了钛合金表面的硬度和耐磨性.     

纯铜表面氩弧熔覆TiB2/Ni复合涂层组织及耐磨性能

通过氩弧熔覆技术在纯铜表面制备TiB₂增强 Ni 基复合涂层,以改善其耐磨性能. 将钛粉、硼粉和镍粉在球磨机中充分混合,采用氩弧熔覆技术将纯铜表面预置粉末熔化制备出陶瓷颗粒增强镍基熔覆层. 采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析涂层的物相及涂层中陶瓷颗粒相的组成、分布及结构,利用显微硬度仪和摩擦磨损试验机测试涂层的显微硬度和耐磨性能. 结果表明,熔覆层物相主要包括γ(Ni, Cu)和TiB₂;陶瓷颗粒增强相弥散分布于熔覆层中,其中颗粒相TiB₂以六边形存在,熔覆层内部与基体界面处均无缺陷产生;熔覆涂层具有较高的显微硬度,当(Ti+B)质量分数为10%时,涂层显微硬度高达781.3 HV,与纯铜基体对比,熔覆层显微硬度提高约11.7倍;在相同磨损条件下,随(Ti+B)质量分数的增加,熔覆涂层的摩擦系数及磨损失重先减小后增大;氩弧熔覆原位自生TiB₂陶瓷颗粒增强镍基熔覆层可显著提高纯铜表面的耐磨性能.     

电火花沉积Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层的组织及性能研究

目的提高H13模具钢的表面耐磨性,探索金属陶瓷涂层的应用。方法分别用Ti(C,N)基金属陶瓷棒和纯镍棒作为电极,氩气为保护气体,在H13钢表面电火花沉积制备Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层。使用X射线衍射仪对涂层的相组成进行了分析,并用扫描电子显微镜及能谱仪观察涂层的微观结构和元素分布情况,采用显微硬度计和CSM球盘式摩擦计对涂层的显微硬度和不同载荷下的耐磨性进行测试。结果涂层表面为单脉冲沉积斑点堆积而成的溅射状形貌,Fe和Ti元素整体上呈现出分区富集的特征,强化层主要物相包括TiC(0.7)N(0.3)、Ni(17)W3、Ni-Cr-Co-Mo和Fe3Ni2。涂层截面组织均匀,缺陷较少,厚度约为31μm,Fe、Ti和Ni元素均在界面处发生扩散,形成了良好的冶金结合,过渡层与基体相互混合,呈现出机械式的咬合结构。涂层的显微硬度实测最高值达1420HV,约为基体的5.4倍。涂层具有比基体更低的摩擦系数,且30 min内的磨损质量损失仅为基体的1/2,涂层磨损机理主要为粘着磨损和轻微的磨粒磨损。结论在H13钢表面电火花沉积制备的Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层可提高其表面的硬度、耐磨性,且具有一定减摩性,可以起到延长模具寿命的作用。