Ni含量对Fe—Cr—Ni合金激光熔覆层性能及开裂敏感性的影响

金属涂层开裂是激光熔覆工艺中一个难题，发生开裂的主要原因是涂层形成过程中产生的各种应力，其中包括热应力，组织应力和拘束应力，这些应力的大小多与涂层的物理性能相关，目前激光熔覆用合金常沿用传统的热喷涂合金粉末，但激光熔覆有其独特的工艺特点，为了获得良好的熔覆质量，必须配制与之相适应的熔覆合金末，本文探讨合金粉末的化学成分对熔覆层的物理性能及其开裂敏感性的影响，试图为激光熔覆合金用粉末的设计提供理论主     

激光熔覆WC—Ni复合涂层的结构和性能

研究了两种激光熔覆ＷＣ－Ｎｉ涂层，均满足柴油机飞轮的技术要求。给出了两种ＷＣ－Ｎｉ涂层的金相组织、显微硬度及Ｘ光相分析结果。ＷＣ－Ｎｉ涂层的硬化相是δ－ＷＣ、β－Ｗ２Ｃ、Ｍ＾Ｃ、Ｍ１２Ｃ及少量ｒ－ＷＣ。     

Al—Si合金等离子涂层Ni—Cr—B—Si的激光重熔

利用５ｋＷ ＣＯ２激光器重熔Ａｌ－Ｓｉ合金表面的Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ等离子喷涂层。ＳＥＭ和ＴＥＭ分析结果表明，激光熔层内晶化区和非晶化区共存，在后续熔区的传热作用和周围结晶潜热作用下，有部分非晶晶化为Ｎｉ３Ａｌ纳米晶（２－５ｎｍ），其中一些逐渐长大成为细小的粒状晶。未晶化区硬度极高（ＨＶ＝１２３５），是原等离子喷涂层硬度的４倍。     

Ni－P涂层在泥浆中冲蚀－腐蚀行为研究

在浆料罐系统中研究了Ｎｉ－Ｐ涂层的泥浆冲蚀－腐蚀行为．Ｎｉ－Ｐ涂层抵抗泥浆冲蚀－腐蚀的能力大大高于马氏体不锈钢２Ｃｒ１３和奥氏体不锈钢１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ，扫描电镜分析表明，在线速度为６．２ｍ／ｓ时，２．５小时后Ｎｉ－Ｐ涂层表面轻微擦伤，在１１．１ｍ／ｓ时，０．５小时后，表面为切削特征，运行不到１５小时表面严重剥落。     

不同环境温度下制备的TiNi/Ti_2Ni基激光熔覆涂层中不同深度区域的残余应力分布（英文）

本研究的目的是通过提高环境温度来显著降低激光熔覆涂层的开裂敏感性,并揭示激光熔覆涂层中不同深度区域的残余应力分布规律。在25、400、600和800°C环境温度下通过激光熔覆技术在Ti6Al4V基体上制备了TiB和TiC增强的TiNi/Ti_2Ni双相基复合涂层。通过纳米压痕法详细测量了涂层不同深度区域残余应力的变化情况。结果显示,在25°C环境温度下制备的涂层中平均残余拉应力最大,达到2.90 GPa。随着环境温度的升高,涂层中的平均残余应力逐渐下降到1.34 GPa(400°C)、0.70 GPa(600°C)和0 GPa(800°C)。对于所有涂层,残余拉应力随着离涂层表面距离的增大而增大。环境温度的提高能有效降低涂层的开裂敏感性。     

激光熔覆Fe—Ti—B复相涂层的组织研究

应用５ｋＷ激光器在１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｎｉ不锈钢基体上进行Ｆｅ－Ｔｉ－Ｂ合金的激光熔覆,用金相显微镜、Ｘ射线衍射、电子探针等微观分析手段对涂层中组成相的 类型和形貌进行了分析。结果发现涂层中ＴｉＢ２有针状、棒状以及颗粒状等形状。这与激光加工工艺参数有关,同时由于ＴｉＢ２的生成消除了激光熔覆Ｆｅ－Ｂ合金涂层中Ｆｅ－Ｂ相的偏析。     

激光熔覆原位自生TiB_2/Ni金属陶瓷复合涂层的裂纹研究

用激光熔覆技术在45钢表面制备了不同成分配比的原位自生TiB_2/Ni金属陶瓷复合涂层,研究了涂层的残余应力分布和开裂行为.结果表明:裂纹源产生的部位主要是熔敷层中的硬质相央杂物、熔覆层中共晶团问显微孔和熔覆层与基材界面间的微孔洞.     

离子注Mg的β－NiAl涂层的氧化行为

表面扩散渗铝形成的β－ＮｉＡｌ涂层表面注入Ｍｇ＋１×１０１７／ｃｍ２后，在１０００℃空气中恒温氧化２５ｈ，涂层的氧化增重速率有所增加，这是由于注Ｍｇ的β—ＮｉＡｌ涂层表面形成了Ａｌ２Ｏ３氧化物“瘤”，长时间氧化后氧化物“瘤”周围及“瘤”本身发生开裂，引起涂层内氧化。     

Ni－Fe－Cr－B－Si涂层超塑扩散焊接的强化效应及耐磨性

研究了Ｎｉ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ合金涂层超塑性扩散焊接及焊接后的强化效应。通过对涂层的组织结构分析、硬度及耐磨性能的测试表明，当基材（５ＣｒＭｎＭｏ钢）与涂层产生协调超塑变形时，涂层原颗粒间、涂层与基材结合界面完全焊合。超塑焊合后的涂层比高频重熔及火焰重熔涂层硬度（ＨＶ）提高１００－１５０，耐摩擦磨损性能提高３０％。指出，沉淀强化、细晶强化及晶内位错密度增加是引起涂层强化效应和提高耐磨性的主要因素。     

激光合成TiC/Ni涂层裂纹控制技术

激光熔覆原位合成TiC/Ni涂层开裂严重.从熔覆层金相组织、物相组成、残余应力、宏观形貌和断口观察等角度分析裂纹形成的原因,提出了相应的裂纹控制措施.结果表明,激光合成TiC/Ni涂层裂纹主要是由于硬脆相及残余内应力导致的脆性冷裂纹.通过增大钛粉量,Ti元素与Ni60中的M23C6相发生置换反应:M23C6+Ti→M+TiC.通过加入镍粉或优化工艺参数,可以改善涂层组织,提高塑韧性,降低残余内应力,从而降低裂纹敏感性.     

Effect of Ni content on cracking susceptibility and microstructure of laser-clad FeCrNiBSi alloy

An investigation is reported of the laser surface cladding of self-fluxing Fe---Cr---Ni---B---Si alloys on a medium carbon steel substrate using the preplaced powder method. The cracking susceptibility and microstructure of the laser-cladding layer have been studied in terms of its Ni content, thermal expansion coefficient and wettability on the substrate. With increasing Ni content the cracking susceptibility of the cladding layer decreases and its microstructure changes from a “bamboo leaf” structure to a typical dendritic one.     

Cu-Ni-V-C合金对激光熔敷层性能的影响

在不预热情况下 ,通过调整熔敷金属Cu和Ni的含量 ,改变铸铁激光熔敷层内奥氏体相与渗碳体相体积分数 ,分析了奥氏体相体积分数对熔敷层抗裂性的影响。在最佳激光熔敷工艺参数基础上 ,研究了Cu和Ni对熔敷层奥氏体体积分数、表面裂纹率及表面耐磨性的影响。获得的未裂临界熔敷层面积为 5 5 .1cm2 ,其对应熔敷材料为Cu Ni C Si Fe。以此熔敷材料为基础 ,改变V含量 ,在熔敷层得到原位自生V2 C。研究了V2 C对熔敷层耐磨性的影响 ,分析了V2 C对熔敷层硬度及磨损质量损失的影响规律 ,最终获得了可显著提高熔敷层抗裂性及耐磨性的Cu Ni V C Si Fe熔敷材料     

激光功率对高速激光熔覆Ni/316L层组织与力学性能的影响

为研究高速激光熔覆Ni/316L层组织与力学性能随激光功率的演变规律,分别采用1.1、1.3 和1.5 kW激光功率在Q235钢表面熔覆Ni/316L层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、冲击试验机及Knoop压痕法研究了熔覆层的显微组织、显微硬度、冲击性能与弹性模量。结果表明,激光功率为1.1 kW时熔覆层内部晶粒生长取向存在垂直于界面生长和与界面成一定角度交叉生长两种模式,并含有少量孔隙等缺陷,熔覆层/基体界面元素成断崖式分布,二者互扩散程度较低。随着激光功率升高,熔覆层晶粒转变为以垂直于界面生长为主,且涂层内部致密性高,缺陷较少,熔覆层/基体界面元素互扩散程度提升。激光功率对熔覆层硬度、冲击性能都存在显著影响,但是对弹性模量的影响较低。不同激光功率下,熔覆层最大硬度均出现在距界面100 μm左右的区域;功率从1.1 kW提升至1.5 kW时熔覆层熔合区最大硬度提高约50%;功率为1.5 kW时,试样的冲击性能较基体提高约20%。     

Laser cladding of iron- base alloy on al-si alloy and its relation to cracking at the interface

The present study established the basic operating range and diagram for cladding, by means of a laser, a cast Al-Si alloy substrate with an iron-base material. Considering that the main difficulty was interface cracking during this processing, the factors affecting the interface cracking ratio (ICR) were investigated from two aspects: the laser processing parameters (e.g., laser power, traverse speed, powder-feed rate, preheating temperature of the substrate, tempering temperature) and the material factor, including the composition of clad. The substrate temperature and the tempering temperature were found to be important for controlling ICR, and the content of Al and Ni in the clads also had significant influence on ICR. The intermetallic compounds formed in the interface region were analyzed to understand the effect of Ni content on ICR. Clads of thickness from 1.2 to 1.5 mm that were crack free and had good fusion were achieved by controlling the substrate temperature or adjusting the Al content in the clads.     

核阀密封面激光熔覆层耐蚀性能研究

采用5kW横流CO2激光器对1Cr18Ni9Ti核阀密封面进行了钻基合金激光熔覆处理，测定了激光熔覆层的耐腐蚀性能，并将其微观结构及质量、耐腐蚀性能与等离子喷焊处理的同种试件进行了对比分析，结果表明：激光熔覆层具有优良的综合抗腐蚀性能，具有组织细密、晶粒度高、硬度高与稀释率低的特点。在此基础上对激光熔覆层的耐腐蚀性能进行了分析探讨。     

激光功率对TC4合金表面Ni60A/CeO2熔覆层组织及耐腐蚀性能的影响

为了提高TC4合金基体表面的耐腐蚀性能,运用激光熔覆同轴送粉技术,采用1200、1500、1800、2100、2400 W等不同激光功率在TC4合金基体表面上制备Ni60A/CeO₂复合熔覆层,对熔覆层进行了显微组织观察、电化学检测以及电化学腐蚀后的表面观察,探究激光功率对熔覆层耐腐蚀性能的影响。研究表明,随着激光功率的增加,熔覆层的显微组织变得排布均匀且细密,电化学特性呈现出耐腐蚀性先增大后减小的特点。当激光功率为2100 W时,电化学阻抗最大,为25.74 km²,熔覆层表面并未出现明显的腐蚀隧道,大部分为腐蚀产物覆盖在Ni60A/CeO₂熔覆层的表面,耐腐蚀性良好。     

激光熔覆涂层与粉末火焰喷焊涂层组织性能比较

分别采用激光熔覆与粉末火焰喷焊两种技术在45钢基体表面制备Ni60 20％WC合金涂层．比较其组织结构和性能。结果表明：激光熔覆涂层无缺陷、成品率高、组织细密均匀、晶粒细小、耐磨性能好、与基体结合为成分缓慢过渡的冶金结合。     

27SiMn钢表面激光熔覆304不锈钢的组织和性能

利用激光熔覆技术在液压支架立柱母材27SiMn钢表面进行了不同激光功率的单道激光熔覆304不锈钢试验,选择出熔覆层质量最佳时的激光功率,并在该功率下进行多层累加激光熔覆304不锈钢试验。分析了熔覆层材料的显微组织,对比分析了27SiMn钢基体和304不锈钢熔覆层的拉伸性能和断口形貌。结果表明,熔覆层和基体之间实现了良好的冶金结合,熔覆层材料中呈现出了具有典型定向凝固特征的柱状晶;熔覆层材料的抗拉强度与基体相当,伸长率明显高于基体;熔覆层和基体材料的拉伸断口处均出现了具有典型塑性断裂特征的韧窝,且熔覆层材料的韧窝尺寸及深度明显大于基体材料。     

激光熔覆-激光氮化复合法制取TiNi-TiN梯度材料

将激光熔覆与激光表面氮化技术相结合制取TiNi-TiN梯度材料。采用先进的六孔同轴送粉喷嘴系统,分别将纯Ti、Ni粉末按一定比例送入激光熔化区,在粉末熔化过程中发生Ti、Ni间高温合成反应,原位合成一定厚度的TiNi金属间化合物熔覆层,然后将原位合成的熔覆层在富氮气氛中进行激光氮化处理,表面形成一层金黄色的TiN。利用光学显微镜和扫描电镜观察了熔覆层组织,并测量了熔覆层及氮化层的厚度。对不同工艺参数获得的熔覆层用X射线衍射仪进行了物相鉴定,并对氮化试样的熔覆层进行了显微硬度分布测试,得出了较好的制取TiNi-TiN梯度材料的工艺参数为:激光功率600 W,扫描速度0.5 m/min,钛送粉量2.5 g/min;镍送粉量3.2 g/min。