等离子弧堆焊原位合成TiB2基涂层及其抗高温氧化性能研究

利用等离子弧堆焊设备,通过钛粉与碳化硼粉末之间的冶金反应,在普通碳钢表面制备了TiB2基金属陶瓷层.分析了焊接工艺对熔覆层组织及缺陷的影响,确定了稀释率对原位合成TiB2的影响,并从冶金角度分析了缺陷的形成原因.研究了TiB2熔覆层的高温抗氧化性,试验结果表明以63Ti3784C为配方可得到抗氧化性更加优良的TiB2的金属陶瓷层.     

原位合成的硼化物类高温陶瓷涂层的研究

采用等离子弧堆焊设备，通过钛合金和硼合金粉末之间的高温冶金反应，在普通碳钢表面制备了合TiB2的金属陶瓷层。试验结果表明：通过改变B4C含量，可得到不同的组织，并且随着B4C含量增加，基体组织中Fe2B数目也增加，强化基体，使堆焊层上表面硬度增加。     

化学成分对铁-铬-碳系堆焊材料抗磨蚀性能的影响

为解决水轮机在含沙水中的快速破坏,对铁-铬-碳系堆焊材料进行了研究,并在自行设计、制造的沙水旋流磨蚀试验机上进行了评定堆焊材料的抗磨蚀性能试验。试验结果表明,材料的抗磨蚀性能主要决定于初生析出相碳化铬的含量。随着碳、铬含量的降低,初生析出相由硬度高于共晶的碳化铬变为硬度低于共晶的合金固溶体,从而降低了堆焊层的硬度与抗磨蚀性能。含碳量进一步降低,堆焊层组织中的共晶将减少,固溶体相将相应增加,这样堆焊层的硬度与抗磨蚀性就会进一步降低。硼能提高高碳高铬白口铁焊条堆焊层的抗磨蚀性。硼对13%铬钢焊条堆焊层的抗磨蚀性的影响比对高碳高铬白口铁焊条更加明显。随着含硼量的增加,13%铬钢焊条堆焊层的硬度与抗磨蚀性基本成直线增长。     

焊料成分对高频堆焊性能的影响

采用高频堆焊方法在碳素钢基体上堆焊一层耐磨覆层材料, 用正交试验方法研究了焊料成分对高频堆焊性能的影响.结果表明,加入适量的焊剂350、硼酐、萤石,高频堆焊工艺性能良好,这是影响高频堆焊工艺性能的主要因素;焊料中的一些合金粉对堆焊层组织和性能起着决定性的作用.高频堆焊铁基Cr13Ni2B2Si3合金,能得到良好的冶金结合层,平均硬度达到57 HRC,耐磨性能良好.     

钛合金表面氩弧熔覆原位合成TiB2-TiN涂层组织及耐磨性能

以BN和Ni60A合金粉末为熔覆材料,采用氩弧熔覆技术在TCA合金表面原位合成TiB2-TiN增强颗粒耐磨涂层．利用x射线衍射仪、扫描电子显微镜和摩擦磨损试验机对熔覆层的组织和性能进行分析测试．结果表明,复合涂层的显微组织沿层深方向分为熔覆区、结合区和热影响区;熔覆层与基体呈良好冶金结合,TiB2-TiN颗粒弥散分布,...     

TiB2强化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯焊丝堆焊层性能分析

通过在Fe-Cr-C系药芯焊丝中加入不同含量TiB2粉末,制备TiB2强化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯焊丝.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,试验研究了其堆焊合金显微组织,并考察TiB2含量对该堆焊合金性能的影响.结果表明,堆焊合金组织为初生碳化物、马氏体和残余奥氏体,同时堆焊合金中生成了大量TiC-TiB2颗粒,并且弥散分布在初生碳化物和基体上;TiB2强化耐磨堆焊药芯焊丝的堆焊合金比不加TiB2具有更高的硬度和更好的耐磨性.     

WxC增强镍基合金等离子堆焊层组织与空蚀性能

采用等离子堆焊技术在316L不锈钢表面原位合成W_xC增强镍基复合材料涂层,对涂层显微组织、相组成、硬质增强相的分布、显微硬度以及空蚀性能进行了分析.结果表明,Colmonoy 88合金等离子堆焊成形性良好,组织致密;堆焊层组织主要由γ-Ni固溶体,原位合成多角形、颗粒状W_xC及少量的Cr₇C₃,Fe₃W₃C,CrB₂相组成.堆焊过程中,熔池温度低于1 655 K时,原位生成WC和W₂C,温度高于1 655 K时,原位生成的WC发生了分解.镍基合金堆焊层平均硬度可达1 619 HV,为基材的8倍以上,在3.5% NaCl溶液中镍基复合材料抗空蚀性能为316L不锈钢基材的5倍.     

Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊合金组织及耐磨性能

采用CO2气体保护堆焊方法,在Q235钢表面制备不同硼含量的Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊层金属,利用扫描电镜（SEM）对堆焊层的组织进行了观察分析.在MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验,通过对磨损试样表面扫描电子显微镜观察分析并结合能谱成分分析探讨了磨损机理.结果表明,Fe-C-Ti-Cr-B耐磨堆焊合金中随着硼含量增加,基体组织逐渐细化,TiC颗粒数目增多且分布弥散均匀,但当硼含量增大至1.16%时,磨损面上大量碳化物剥落,抗磨损性能降低;当硼含量为0.55%时合金表现出优良的耐磨损性能,其耐磨性比未加硼的Fe-C-Ti-Cr系堆焊合金提高了3.7倍.     

冲模刃口“一步法”堆焊焊条研究

所研制的焊条可以在灰铁基体上直接堆焊出冲模刃口,该焊条工艺性能良好,冷焊不裂,有较高的硬度。介绍了焊条研制过程,探讨了硼、稀土钇等元素对焊缝抗裂性能的影响。试验证明,当焊缝组织为下贝氏体及板条马氏体双相组织时,能有效地提高焊条的抗裂性能。     

堆焊

CO2＋电磁搅拌复合堆焊梯度功能层的微观组织及性能研究,用于铸管模修复的抗热疲劳堆焊材料试验研究,高锰耐磨钢衬板的堆焊修复,硼含量对Fe-Cr-C堆焊层性能的影响,工艺参数对堆焊层组织性能的影响……     

Ti/TiB2多层镀层的组织和性能研究

为了进一步提高超硬TiB2镀层与基体的结合力,采用磁空溅射法在高速钢表面上制备了多层相间的Ti/TiB2超硬镀层.利用多种实验方法测试和研究了镀层的组织结构,形貌,表面粗糙度,硬度和与基体的结合力.结果表明,镀层的Ti/TiB2相间层数对这些性能有很大的影响.当层数从二逐渐增加到十二,TiB2镀层的（001）织构逐渐消失而变成无择优取向,镀层表面粗糙度增加,但镀层硬度基本不变.只有当层数为十二时,镀层硬度才明显降低.结果也表明,多层镀层可有效地提高镀层与基体的结合力,并存在着一最佳的多层结合.本文也对多层结构对其它组织和性能特征的影响进行了分析.     

TiB_2/SiC_w陶瓷复合材料的研究

采用热压工艺制备了TiB_2／SiC_w陶瓷复合材料。在TiB_2基体中添加适量的SiC_w晶须，可显著的提高材料的断裂韧性和抗弯强度。采用有限元法计算了由于基体和晶须熟膨胀系数失配所产生的残余应力及其分布，分析热胀失配所产生的残余应力对材料增韧特性的影响。结果表明：晶须径向及轴向均受残余压应力的作用；晶须拔出和桥联为该复合材料的主要增韧机制。     

点焊电极表面电火花沉积TiB_2涂层的特征

在CuCrZr电极表面通过电火花振动沉积制备了TiB_2功能涂层,测试了功能涂层的显微形貌、物相、硬度以及界面元素分布.试验表明,TiB_2涂层电极具有典型的电火花涂层结构,存在明显的元素互扩散,表明功能层与基体之间为冶金结合.但TiB_2涂层结构不致密,存在裂纹和孔洞,硬度较低.随着电火花电容和电压的增加.涂层的硬度降低.元素扩散和涂层氧化的加剧,是导致涂层硬度降低的主要原因.由于基体Cu的气化、脆性剥落和熔敷棒的切削作用,沉积TiB_2后基体质量反而降低.高电压下电火花沉积以及预涂敷Ni,都会导致基体质量降低更多.     

等离子喷涂纳米结构ZrO2陶瓷涂层的工艺研究

研究工艺参数对等离子喷涂纳米结构ZrO2陶瓷涂层微观组织和力学性能的影响,采用三因素三水平正交试验法对喷涂电压、电流和主气流速三个主要参数进行了优化设计.采用定量金相分析法分析了涂层未熔化区域的大小,并测定了涂层的结合强度、裂纹扩展抗力和磨损性能.结果表明,制备纳米结构ZrO2陶瓷涂层的最佳工艺参数为电流540A,电流63V,主气流量45 L/min.     

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.     

TC4合金表面激光熔覆B4C及B4C＋Ti粉末涂层的微观组织

利用XRD，SEM和EDS分析手段对B4C和B4C＋10％Ti（质量分数，下同）激光熔覆层的微观组织进行了分析。结果表明，TC4合金表面B4C与B4C＋10％Ti激光熔覆层的组成相基本相同，均由TiC1-x，TiB，TiB2和Ti相组成，说明在TC4合金表面熔覆过程中有一部分Ti进入熔覆层并与B4C发生化学反应原位生成了TiB，TiB2和TiC1-x相。TiC1-x相以树枝状相形式存在，TiB2相以粗大须状相形式存在，TiB相以细小须状相形式存在。熔覆层与基底结合良好，没有发现裂纹与孔洞。基底热影响区呈淬火组织形貌，为典型的针状马氏体组织特征。与B4C激光熔覆层相比，B4C＋10％Ti激光熔覆层的组织细小，TiB相含量增多，TiB2相含量减少。     

射频等离子体辅助化学气相沉积Ti-B-N薄膜的结构与性能

研究了射频等离子体辅助化学气相沉积获得的Ti-B-N薄膜的微观组织结构和力学性能.结果表明:B的加入使Ti-B-N薄膜中出现TiN纳米晶、BN非晶和TiB2非晶(nc-TiN/a-BN/a-TiB2)的复相结构.Ti-B-N薄膜组织致密,晶粒细小,薄膜硬度显著提高.用球盘式磨损实验考察了薄膜的摩擦学特性.与TiN相比,Ti-B-N薄膜抗磨损性能有显著提高,磨损机制为微观切削与疲劳磨损共同作用,但摩擦系数较TiN稍高.     

SiC晶须补强莫来石基陶瓷复合材料的研究

本文主要研究了不同ＳｉＣ晶须加入量对莫来石基复合材料性能的影响，并对ＳｉＣ晶须、ＺｒＯ２颗粒在材料中的强韧性机理进行了探讨，结果表明：在０￣２５ｖｏｌ％ＳｉＣ晶须加入量范围内，材料的力学性能随ＳｉＣ晶须加入量的增加而提高，在２５ｖｏｌ％ＳｉＣ晶须加入量时，材料的致密化程度受到明显的影响；ＳｉＣ晶须、ＺｒＯ２对材料性能的贡献有叠加作用；材料中存在载荷转移、晶须拔出／解离、裂纹偏转、相变增韧等韧化机理     

Effect of TiB2 Particles on the Tribological Properties of Stainless Steel Matrix Composites

The AISI316L stainless steel composites reinforced with 2,4,6,and 8 vol%titanium diboride（TiB₂） particles were sintered by the high pressure-high temperature method.Ball-on-disk method was carried out to study wear behavior of the composites.Tests were carried out at room temperature.The TiB₂ particles improved the hardness and tribological properties of the composites.The friction coefficient of the composites decreased with the increasing content of TiB₂.The reduction of the wear rate with the increasing of the content of TiB₂ particles in the steel matrix was also observed.It is demonstrated that the friction coefficient of composites with the same content of TiB₂ particles depend on the sintering conditions.     

Interface fracture property of PEO ceramic coatings on aluminum alloy

This paper combines the four-point bending test, SEM and finite element method to study the interface fracture property of PEO coatings on aluminum alloy. The interface failure mode of the coating on the compression side is revealed. The ceramic coating crack firstly along the 45° to the interface, then the micro crack in the coating deduces the interface crack. The plastic deformation observed by SEM shows excellent adhesion property between the coating and substrate. The plastic deformation in the substrate is due to the interfacial crack extension, so the interface crack mode of PEO coatings is ductile crack. The results of FEM show that the compression strength is about 600 MPa.