等离子喷涂-重熔NiCrBSi涂层的显微组织与耐磨性能

采用等离子喷涂和等离子重熔技术,在2Cr13基体表面制备2mm厚的自熔性NiCrBSi涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪研究涂层形貌、微观组织和微区成分的演变规律,采用拉伸和硬度试验测试涂层的结合强度和显微硬度,通过室温和高温摩擦磨损试验评价和比较涂层与基体的耐磨性能。结果表明,重熔前后涂层都是由γ-Ni固溶体以及Ni₃B,CrB,Cr₂B,Cr₇C₃和Cr₂₃C₆等组成;重熔涂层由层状喷涂态转变为致密的铸造态,涂层组织和力学性能大大提高,结合强度和显微硬度分别高达200MPa和1010HV。重熔涂层的耐磨性显著优于2Cr13基体,其600℃时的磨损体积仅为基体的20%。     

激光熔覆制备Fe-Mo-Ni-Si-B非晶纳米晶复合涂层的性能

利用激光熔覆技术在45钢上制备Fe-Mo-Ni-Si-B涂层,并进行激光重熔处理。借助光学光学显微镜、环境扫描电子显微镜、X射线衍射仪对涂层的组织结构进行研究,并利用维氏硬度计、磨损试验机、电化学工作站等设备分析了重熔前后涂层的显微硬度、摩擦磨损及耐腐蚀性能。结果表明:利用激光熔覆技术能够在45钢上获得冶金结合良好的Fe-Mo-Ni-Si-B非晶纳米晶复合涂层。熔覆层由晶体相和非晶相混合组成,主要的晶体相包括Fe Si、Fe2B、Fe Ni、Fe3Mo及Fe单质。经过重熔处理后,熔覆层组织细化,晶粒更为细小,非晶相比例提高。熔覆层的硬度可达到1007 HV0.1,而重熔层硬度略提高到1076 HV0.1,与基体相比,都提高了5~6倍;与基体相比,熔覆层的耐磨性和耐蚀性得以提高,其中重熔层更是表现出优异的耐磨性和耐蚀性。     

活性剂对OCr19Ni9不锈钢A-TIG焊熔深和微观组织的影响

研究0Cr19Ni9不锈钢A-TIG焊中不同配比活性剂组分(x%SiO_2、y%TiO_2)对焊缝熔深及其微观组织的影响。结果表明,与无活性剂的焊缝相比,施加合适配比活性剂的焊缝熔深增加较为明显(超过2 mm)。与单一成分活性剂相比,二元活性剂SiO_2与TiO_2之间存在一定协同效应,使焊缝熔深增加更为明显。使用活性剂焊接的焊缝中铁素体相有所增加,并且铁素体变得更加细小弥散。同时,焊缝奥氏体晶粒明显得到细化,但熔合区晶粒有增大趋势。     

等离子弧重熔对TiZr基合金微观组织及摩擦学性能的影响

常见的钛合金表面改性常具备成本高、周期长、改性层薄的缺点。为改善新型钛锆基合金Ti-20Zr-6.5Al-4V的耐磨性能，采用不同等离子弧重熔电流对T20Z合金重熔试验。使用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）、显微维氏硬度计、UMT-2摩擦磨损试验机及三维形貌仪对等离子弧重熔后合金的组织、物相、硬度及摩擦磨损性能进行分析和测试。结果表明，不同重熔电流均使T20Z表层组织细化，硬度提升，低电流的硬化效果最为明显，硬度最高达600 HV0.2，较基体提高225 HV0.2。随着电流增大，重熔区与热影响区逐渐增大，硬度有所降低。摩擦磨损试验显示，80A重熔电流下磨损率下降25.89%，耐磨性提升最为明显。不同电流等离子弧重熔的T20Z合金在室温干摩擦条件下磨损机制均为磨粒磨损。通过等离子弧重熔的方式可获得较厚的重熔区，且在低重熔电流下样品具有较高的耐磨性提升。     

激光功率对42CrMo钢激光熔覆层组织和摩擦磨损性能的影响

利用摩擦磨损试验探究不同激光功率下42CrMo钢激光熔覆层的耐磨性,采用SEM和OM观察了试样摩擦磨损前后的熔覆层组织形貌。结果表明:42CrMo钢基体的摩擦因数较大,且在该摩擦磨损后出现了严重的脆性剥落现象,激光熔覆层可以提升42CrMo钢的耐磨损性能;当激光功率为1600 W时,摩擦因数可降低至0.28,熔覆层表面SEM形貌较为光滑,耐磨性优异,熔覆层组织中的晶粒细化均匀,主要表现为细小的等轴晶,组织较为致密,从而提高了熔覆层的耐磨损性能。     

建筑装饰用430(1Crl7)铁素体不锈钢A-TIG焊接接头的组织与性能

研究了建筑装饰用430(1Crl7)铁素体不锈钢手工A-TIG焊接接头的组织与力学性能。比较了不同种类的单组分和多组分活性剂对于不锈钢焊接临界熔透电流值和焊缝熔深的影响。结果表明,氧化物类活性剂表现了最优异的性能,其中Cr_2O_3可以明显降低临界熔透电流值和增加焊缝熔深。在Cr_2O_3、B_2O_3和SiO_2三种氧化物活性剂的基础上进行最优含量配比,所得活性剂可大大增加焊缝熔深,减少铁素体晶粒尺寸,提高焊缝力学性能。     

激光熔覆和重熔制备Fe-Ni-B-Si-Nb系非晶纳米晶复合涂层

采用激光熔覆和重熔的方法在低碳钢CCS-B上制备Fe-Ni-Si-B-Nb系非晶纳米晶复合涂层。利用X射线衍射、扫描电镜、EDAX能谱及透射电镜分析涂层的物相、组织结构,运用显微硬度计、纳米压痕仪及摩擦磨损试验机研究涂层的显微硬度分布、微观力学性能及摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层的组织由表面至基体分为非晶纳米晶复合区、熔覆层与基体,其中,复合区为Fe2B、γ-(Fe,Ni)多晶和非晶相的混合组织;涂层的最高显微硬度达到了1 369 HV;涂层的平均摩擦因数为0.275;涂层的主要磨损形式是磨粒磨损和粘着磨损,具有良好的摩擦磨损性能。     

AZ91D镁合金表面激光重熔Al-Si-Cu涂层的性能

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在AZ91D镁合金表面制备Al-Si-Cu合金涂层,利用扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计、摩擦磨损试验机等研究了涂层的微观组织、显微硬度与摩擦磨损性能。结果表明,激光重熔后涂层组织致密均匀,涂层与基体呈良好的冶金结合,涂层显微硬度约为基体的2.2倍,由于晶粒细化和硬质相的存在耐磨性较基体明显提高,重熔层的磨损机制主要为磨粒磨损。     

激光熔覆TC4/Inconel 625/316L不锈钢梯度材料组织与性能

为了提高不锈钢工件的综合性能,采用激光熔覆工艺在不锈钢上制备TC4熔覆层、Inconel 625熔覆层作为过渡层,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、硬度计、摩擦磨损和电化学测试等研究了TC4熔覆层微观组织、显微硬度、电化学性能和摩擦磨损性能.结果表明,熔覆层成形质量良好且具有均匀致密的微观组织.熔覆过程中,由于元素扩散与高温作用发生的共晶反应,熔覆层中生成CrNi₂和Ti₂Ni增强相,大大提升了熔覆层的硬度与耐磨性;TC4熔覆层磨损机制主要为磨粒磨损与氧化磨损,耐磨性优于基体;TC4熔覆层的腐蚀电流密度小于基体,耐蚀性显著高于基体.     

激光表面重熔过共晶铝硅合金的组织与性能

利用CO2连续横流激光器对过共晶铝硅合金活塞表面进行激光重熔，研究了重熔后过共晶铝硅合金的组织结构、硬度和耐磨性能相对于基体的变化。结果表明，重熔后的过共晶铝硅合金的显微组织结构可分为重熔区、过渡区和基体3个对比明显的区域。重熔区与基体相比，组织明显细化。初晶Si形状由粗大的多角形或方形变为棱角不明显的胞状，共晶Si由针条状变为细小颗粒状。表面重熔区的硬度（HV）提高了近40，耐磨性能明显高于基体材料。同时，分析了重熔区组织细化的原因。     

Al-Zr-O-B体系原位合成颗粒增强铝基复合材料及其性能

研究了采用Al-Zr(CO3)2-KBF4组元通过熔体反应法原位合成颗粒增强铝基复合材料.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:内生增强相颗粒为ZrAl3、ZrB2和Al2O3,粒度为3～4μm,且在基体中弥散分布.复合材料的力学性能和干滑动磨损特性研究表明:在反应物加入量为0～20%(质量百分数)范围内时,复合材料的抗拉强度和屈服强度较纯铝基体明显提高,当反应物加入量为20%时,抗拉强度为150.3 MPa,屈服强度为113.7 MPa.当反应物加入量为5%时延伸率最佳为33%,属塑性断裂.复合材料的耐磨性较铝基体显著提高,当反应物加入量为10%时耐磨性最好.铝基体的磨损机制是粘着磨损,而(ZrAl3 ZrB2 Al2O3)p/Al复合材料的磨损机制是磨粒磨损.     

激光重熔改性WC/Fe等离子喷涂涂层组织及其耐磨性能

目的改善等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层的组织,增强其耐磨性能,并研究激光重熔涂层在不同温度下的耐磨性能。方法采用激光重熔技术处理等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层,利用附带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计测试和表征了等离子喷涂涂层在激光重熔前后的组织特征、物相组成及显微硬度,利用摩擦磨损试验机对激光重熔涂层在25、200、400℃下的耐磨性能进行了对比考察。结果等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层呈层状结构,经过激光重熔处理后,其片层状结构和孔隙等缺陷基本消失,且激光熔覆区的顶部组织为等轴晶和细小枝晶,熔覆区的底部组织为胞状晶,涂层与基体结合带区的组织为粗大的树枝晶,涂层与基体形成了冶金结合。激光重熔涂层中的WC、W_2C、M_(23)C_6及Ni_6BSi_2等高硬度化合物的弥散强化作用,使得激光重熔涂层的显微硬度约为原等离子喷涂涂层的2倍。激光重熔涂层在25℃下的磨损亚表层最完好,在400℃时出现了微裂纹。结论重熔能消除等离子喷涂涂层的各种缺陷,得到组织致密的涂层。重熔涂层在不同温度下表现出不同的磨损机理,在25℃下表现出最好的耐磨性能。     

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.     

不同激光功率对Co基合金堆焊重熔层组织和性能的影响

研究了同一扫描速度（2mm/s）下，3种不同激光功率（1.5kW、2.0kW、2.5kW）对Co基合金堆焊层熔深、枝晶尺寸以及显微硬度和耐磨性的影响。试验结果表明，堆焊层经激光重熔后，组织较原始堆焊层明显细化，硬度明显提高。随着激光功率的加大，堆焊重熔层的熔深、枝晶尺寸均随之增大，表面硬度有所下降。但耐磨性并不随表面硬度下降而降低。硬度与耐磨性没有简单的对应关系。     

氩弧熔敷原位自生TiC-TiB_2/Fe复合涂层组织与磨损性能的研究

以Ti、B4C和Fe粉为原料,利用氩弧熔敷技术在Q235钢基体表面制备出原位自生TiC-TiB2增强Fe基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和滑动磨损试验机对复合涂层的显微组织、硬度、耐磨性进行了研究。结果表明:熔敷层组织为TiC、TiB2和α-Fe,TiC以四面体和花瓣状先析出,后析出的TiB2多以六边形、短棒状存在,涂层中TiB2含量大于TiC含量;熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;涂层维氏硬度为8300～9000MPa,比基体提高近4倍;最大耐磨性比基体提高近20倍,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨损性能。     

扫描速度对中锰铁基合金激光熔覆层组织和性能的影响

利用激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备了中锰铁基合金熔覆层。采用OM、SEM、XRD、显微硬度仪及SRV4摩擦磨损试验机对不同扫描速度下熔覆层的组织及性能进行了研究。结果表明:熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆层均由熔覆区、热影响区和基体三部分组成,其组织由下至上依次为平面晶、树枝晶和胞状晶,且随扫描速度的增大,组织细化。熔覆层组织由马氏体和奥氏体组成,且随着扫描速度的增大,马氏体含量略有增加。熔覆层的显微硬度随着扫描速度的增加呈减小的趋势,在5 mm/s时硬度达到最大的739 HV0.1。熔覆层的耐磨性好于基体,但随扫描速度的增大而变差,5 mm/s时耐磨性最好,相对磨损性是基体的2.57倍。     

深冷处理对火焰熔覆Ni35合金涂层组织和性能的影响

采用火焰熔覆技术在45钢基体上熔覆Ni35自熔性镍基合金涂层,对其进行不同时间的深冷处理,并进行力学性能测试和微观组织分析。结果表明:深冷处理有效改善了涂层的微观组织,进一步提高了涂层的力学性能。当深冷处理8 h时,涂层的力学性能最佳,涂层表面的硬度较未深冷处理涂层提高了2.01 HRD,摩擦磨损量减少54.22%。涂层中网状组织结构被细化,Cr_7C_3碳化物析出量增加及其碳化物组织均匀化是硬度和耐磨性提高的主要原因。     

电子束熔覆WC-CoCr涂层的表面结构以及耐磨性

镍基合金在含氯介质中有着优异的耐蚀性能,但其耐磨性不足。本文首先利用HVOF在Inconel617基体上沉积WC--CoCr涂层,研究了经过电子束重熔获得新的改性层表面形貌以及相成分。电子束处理后,一些喷涂层的结构缺陷得到了改善,涂层空隙减少,晶粒得到了细化,由于生成了高硬度的新相（尤其是Co6W6C相）,熔覆层的显微硬度为1100HV0.3,为基体显微硬度（550HV0.3）的两倍。通过摩擦磨损实验分析,试样相比于基体的滑动磨损行为,其磨损率有着显著的降低,而EDS分析表明,熔覆层内出现了新的元素,基体与涂层达到了良好的冶金结合。此外,熔覆层在盐水中的抗腐蚀能力有所提高。     

TC4合金氩弧熔覆Ni60+B4C复合涂层组织及耐磨性

利用氩弧熔覆技术在TC4合金表面成功制备出TiC、TiB、TiB2增强Ti基复合涂层.利用SEM、XRD和EDS分析了熔覆涂层的显微组织;利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度;利用摩擦磨损试验机测试了涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能.结果表明:氩弧熔覆涂层组织均匀致密,熔覆层与基体呈冶金结合,TC4合金表面有颗粒状TiC、粗大棒状相TiB2、细小棒状相TiB生成;复合涂层明显改善了TC4合金的表面硬度,涂层的最高显微硬度可达1300 HV0.2;复合涂层在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性,磨损机制主要是魔力磨损,其耐磨性较TC4合金基体提高近10倍.     

重熔时间对Cr合金力学性能的影响

通过粉末火焰喷熔的技术制备了Cr合金试件,并对试件进行磨损试验及疲劳试验;在后处理中改变重熔时间,进而探讨重熔时间对Cr合金力学性能的影响;使用SEM、硬度计等仪器对试件的涂层表面进行观测。研究表明:合理的重熔时间使Cr合金力学性能增强,而重熔时间过长或过短,均会降低Cr合金的力学性能,如硬度、耐磨强度和疲劳寿命等。