激光熔覆Fe-Ti-B复相涂层的组织研究

应用５ｋＷ激光器在１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ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态。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Ni—Cr—B—Si—C合金的组织及其摩擦磨损特性

运用ＳＥＭ，ＴＥＭ及ＸＲＤ研究了优化工艺条件下获得的激光熔覆Ｆ１０２ＮｉＣｒＢＳｉＣ合金粉末涂层的微观组织。结果表明，涂层区组织为初生铬硼化合物＋Ｎｉ基胞枝状固溶体＋Ｎｉ枝晶间析出的碳化物、硼化物和Ｎｉ＋Ｎｉ３Ｂ或Ｎｉ＋Ｍ２３Ｃ６；结合区组织为以Ｎｉ＋Ｎｉ３Ｂ为主及碳化物和碳硼化物构成的伪多元共晶胞状晶。摩擦磨损试验表明，激光涂层的摩擦系数（０．２１～０．３）比钢基底（０．６５～０．８）低得多，磨损速率约低一个数量级。     

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TiC／Ni＋Cr涂层过程中陶瓷相的行为

借助ＳＥＭ，ＴＥＭ对激光熔覆ＴｉＣ／Ｎｉ＋Ｃｒ过程中陶瓷相ＴｉＣ的行为进行了研究。结果表明：未受基体中Ｆｅ扩散影响的熔覆层表层，ＴｉＣ仍保持为完整的六边形截面颗粒。交互扩散区的ＴｉＣ颗粒在凝固应力作用下可能产生裂纹。     

激光熔覆TiC／（Ni＋Cr）复合粉涂层的显微组织

用ＣＯ２连续激光在５ＣｒＮｉＭｏ钢表面熔覆包覆细颗粒ＴｉＣ复合粉末涂层。微观分析结果表明：ＴｉＣ颗料周围优先被Ｃｒ相晶粒包覆；粘结金属在凝固应力作用下，Ｎｉ相晶粒形成滑移带，Ｃｒ相晶粒形成孪晶；ＴｉＣ不易溶解于液态中，而易溶于Ｆｅ基合金中；凝固过程中ＴｉＣ在涂层与基体的液相交互扩散区中析出，并发现碳化物（Ｆｅ，Ｃｒ）２３Ｃ６；同时还形成大量α和γ微量。     

激光熔覆TiC／Ni＋Cr涂层过程中陶瓷相的行为

借助ＳＥＭ、ＴＥＭ对激光熔覆ＴｉＣ／Ｎｉ＋Ｃｒ过程中陶瓷相ＴｉＣ的行为进行了研究。结果表明：未受基体中Ｆｅ扩散影响的熔覆层表层，ＴｉＣ仍保持为完整的六边形截面颗粒。交互扩散区的ＴｉＣ颗粒在凝固应力作用下可能产生裂纹。溶解促进裂纹的萌生和扩展。溶解后的陶瓷相与粘结相交互作用生成（Ｆｅ，Ｃｒ）２３Ｃ６。溶解后的陶瓷相在凝固过程中重新析出，析出的陶瓷相可使涂层强化。     

激光熔覆TiCp/Ni合金涂层中界面结构及界面硬度与弹性模量分布

利用激光熔覆地了两类ＴｉＣｐ／Ｎｉ合金涂层,与自生ＴｉＣｐ涂层不同,在添加ＴｉＣｐ涂层中,ＴｉＣｐ与基体界面处理观察到ＴｉＣ外延生长及ＣｒＢ,相利用纳米硬度仪研究了涂层中ＴｉＣｐ与基体的界面硬度Ｈ及弹性模量Ｅ的分布。添加ＴｉＣｐ与基体相界面加载的曲线存在位移突进（ｐｏｐ－ｉｎ）现象;原位ＴｉＣｐ界面附近加载曲线不存在ｐｏｐ－ｉｎ现象。原位ＴｉＣｐ相界面附近Ｈ及Ｅ较高并呈现连续梯度分布特征。表明原位     

激光熔覆TiC_p/Ni合金涂层中界面结构及界面硬度与弹性模量分布

利用激光熔覆制备了两类ＴｉＣｐ／Ｎｉ合金涂层与自生ＴｉＣｐ涂层不同,在添加ＴｉＣｐ涂层中,ＴｉＣｐ与基体界面处观察到 ＴｉＣ外延生长及 ＣｒＢ．相利用纳米硬度仪研究了涂层中 ＴｉＣｐ与基体的界面硬度 Ｈ及弹性模量 Ｅ的分布添加 ＴｉＣｐ与基体相界面加载的曲线存在位移突进（ｐｏｐ－ｉｎ）现象;原位ＴｉＣｐ界面附近加载曲线不存在ｐｐｐ－ｉｎ现象．原位ＴｉＣｐ相界面附近 Ｈ及 Ｅ较高并呈现连续梯度分布特征,表明原位ＴｉＣｐ界面具有高的刚度与强韧性．     

铝合金激光熔覆处理等离子涂层的显微组织

利用５ｋＷＣＯ２激光器，对ＡｌＳｉ合金表面的等离子涂层（ＮｉＣｒＢＳｉ）进行熔覆处理。ＳＥＭ，ＴＥＭ和Ｘ射线衍射分析结果表明，激光合金层中的组织以铝镍金属间化合物（Ａｌ３Ｎｉ，Ａｌ３Ｎｉ２，ＡｌＮｉ和ＡｌＮｉ３）为主。在激光熔化层的表面，有富铝的Ａｌ３Ｎｉ相存在；而在激光熔化层的内部，则有富镍的ＡｌＮｉ３相存在。一些非晶组织出现在激光熔化层亚表层中，使得该区域有较高的硬度（平均ＨＶ９５２），是原等离子涂层的３倍和铝合金基底的１２倍。     

原位TiC／金属基激光熔覆涂层的微结构特征

利用激光熔覆制备了原位形成ＴｉＣ陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层，ＴｉＣ为熔覆时原位形成。颗粒细小弥散，具有内晶型及密度梯度分布特征；ＨＲＥＭ观察表明，ＴｉＣ／基体界面结构具有洁净及微晶过渡特征，无界面反应物；熔覆组织具有较高的显微度及耐磨性。     

Laser cladding of Ti-6Al-4V alloy with TiC and TiC+NiCrBSi powders

Laser cladding of Ti-6Al-4V alloy with TiC and TiC+NiCrBSi powders was carried out, and microstructure, as well as microhardness profile, in the clad layers was examined. The results showed that, in the TiC clad layer, TiC was melted and solidified to form dendrites in the clad zone, and dissolved into the melted Ti-alloy substrate and precipitated to form well-developed dendrites in the dilution zone. With increasing specific laser energy, the dilution effect of the Ti-alloy substrate was enhanced, and the microhardness decreased in both the clad and the dilution zones. In the TiC+NiCrBSi laser clad layers, TiC particles dissolved into the melted Ni-based alloy (binder material) in the clad zone. With increasing specific laser energy, the degree of solution of TiC particles was increased. During cooling, fine spherical particles and dendrites of TiC precipitated from the Ni-based alloy. When the TiC volume fraction increased to more than 50%, clustering of TiC particles was observed in the clad zone. The clustering of TiC particles resulted in a decrease in the homogeneity of the microstructure and microhardness distribution in the clad zone. The dilution zone of the TiC+NiCrBSi clad layers is a mutually melted region of the Ni-based alloy and titanium-alloy substrate and presents a microstructure of dendrites.     

氩弧熔覆 TiC 颗粒增强 Fe 基涂层组织性能研究

目的研究氩弧熔覆条件下TiC颗粒增强Fe基涂层的组织和性能。方法在Fe45自熔性合金粉末中添加TiC颗粒,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出含TiC颗粒增强的Fe基合金复合涂层,并对熔覆层的显微组织结构、硬度分布及耐磨性能进行分析研究。结果复合涂层是由(Fe,Ni)形成的枝晶和枝晶间的(Fe,Cr)23(C,B)6,Fe3(C,B)共晶组织以及TiC增强颗粒组成,TiC颗粒细小弥散分布在基体金属内,部分TiC颗粒聚集生长为棒状、十字状和放射状。结论熔覆层的显微硬度最高可达980HV,较Q235钢提高了4倍,耐磨性提高了约11倍。     

等离子熔敷TiC/γ-(Fe,Ni)复合涂层组织与耐磨性

为了提高奥氏体不锈钢的耐磨性能,扩大其应用范围,以Ti-C-Fe-Ni混合合金粉末为原料,利用等离子熔敷技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面原位合成了TiC增强耐磨复合涂层。分析了涂层的显微组织结构,测试了涂层沿层深方向的硬度分布,评价了涂层在室温干滑动磨损试验条件下的摩擦磨损性能,结果表明:等离子熔敷TiC金属陶瓷增强复合涂层显微组织细小均匀,由花瓣状和少量颗粒状TiC初生相均匀分布在TiC/γ-(Fe,Ni)共晶基体上组成,涂层与不锈钢基材之间形成了完全冶金结合,涂层平均显微硬度约790 HV,涂层在室温干滑动磨损试验条件下表现出良好的耐磨性及较低的摩擦系数。     

Microstructure of reactive synthesis TiC/Cr18Ni8 stainless steel bonded carbides

TiC/Cr18Ni8 steel bonded carbides were synthesized by vacuum sintering with mixed powders of iron, ferrotitanium, ferrochromium, colloidal graphite and nickel as raw materials. The microstructure and microhardness of the steel bonded carbides were analyzed by scanning electron microscope (SEM),X-ray diffraction (XRD) and Rockwell hardometer. Results show that the phases of steel bonded carbides mainly consist of TiC and Fe-Cr-Ni solid solution. The synthesized TiC particles are fine. Most of them are not more than 1 μm With the increase of sintering temperature, the porosity of TiC/Cr18Ni8 steel bonded carbides decreases and the density and hardness increase, but the size of TiC panicles slightly increases. Under the same sintering conditions, the density and hardness of steel bonded carbides with C/Ti atomic ratio 0.9 are higher than those with C/Ti atomic ratio 1.0.The TiC particles with C/Ti atomic ratio 0.9 are much finer and more homogeneous.     

激光熔覆TiC／FeAl复合材料涂层显微组织及初生TiC生长机制研究

利用激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢基体上制得了以TiC为增强相、以FeAl金属间化合物为基体的快速凝固TiC／FeAl复合材料涂层，分析了该涂层的显微组织及初生TiC的生长形态和生长机制。研究结果表明，激光熔覆TiC／FeAl快速凝固复合材料涂层主要由初生TiC碳化物、初生FeAl树枝晶和枝晶间少量的FeAl／TiC共晶组成，初生TiC具有独特的径向辐射分枝小面枝晶团簇状生长形态，其生长机制为侧向生长。     

TiC含量对TC4合金激光熔覆层组织和性能的影响

采用激光熔覆工艺在TC4钛合金基体表面制备了添加不同质量分数(0%、2%、4%、6%)TiC的Ni60A复合熔覆层,通过光学显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪、摩擦磨损机分析了不同TiC含量对熔覆层组织及性能的影响。结果表明:未添加TiC的熔覆层组织以树枝晶为主,添加TiC后出现了花瓣状物相;XRD分析发现熔覆层中出现了AlCCr₂、Al_0.24B_0.01Ni_0.75等硬质增强相,这些能够显著提高熔覆层的硬度。显微硬度及摩擦磨损试验结果表明,添加TiC的熔覆层平均硬度均较基体硬度有大幅提高,摩擦因数显著降低,且随TiC含量的增加,熔覆层硬度先增加后降低,摩擦因数先降低后增加,4%TiC熔覆层的硬度最大,相比基体提高了213.3%,摩擦因数最小,为0.309 774。     

激光熔敷Cr2Ni3Si／Cr3Si金属硅化物复合材料涂层组织与高温耐磨性

以Cr-Si-Ni高纯预合金化粉末为原料、利用激光熔敷技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti表面上制得了以金属硅化物Cr3Si为增强相、以复杂多元金属硅化物Cr-Ni-Si为基体的快速凝固金属硅化物复合材料冶金涂层，分析了该涂层的显微组织，在高温滑动磨损条件下测试了其耐磨性能。研究结果表明，Cr3Si金属硅化物的体积分数对激光熔敷Cr2Ni3Si／Cr3Si复合材料涂层的硬度和高温耐磨性有显著影响。由于涂层中硬质耐磨相Cr3Si的抗磨骨干作用，在高温滑动磨损条件下该涂层具有优良的耐磨性能。     

钼对铁基合金等离子熔覆层组织及耐磨性能的影响

应用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和磨粒磨损试验，研究了质量分数为4％的钼对等离子熔覆铁基合金涂层组织结构和耐磨性能的影响。结果表明，未加钼的铁基合金熔覆层主要由面心立方结构的γ-（Ni，Ve）固溶体、正交结构的（Cr，Fe）7C3和四方结构（Cr，Fe）2B等物相构成，组织为粗大的亚共晶。4％Mo的加入，不但使熔覆层中出现了立方结构的M23C6和正交结构的Mo2C，而且增加了共晶化合物相的相对含量。添加4％Mo的熔覆层呈伪共晶特征，组织得到显著细化。4％Mo的加入所引起的新相析出和组织细化是铁基熔覆层耐磨性提高的原因。     

La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及耐磨性的影响

利用5kW的CO2激光器在低碳钢基体表面熔覆含La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层，研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。研究结果表明，在镍基金属陶瓷复合层中加入一定量的稀土氧化物La2O3可有效改善熔覆复合层的组织及性能，减少复合层中的裂纹，孔洞，夹杂，加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的表面形状，同时使熔覆复合层的组织及硬度更加均匀。     

TC4钛合金表面激光熔覆法制备Y_2O_3颗粒增强Ni/TiC复合涂层

采用激光熔覆法在TC4钛合金表面原位制备Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层,研究涂层的相组成、微结构、成分分布及性能。结果表明,复合涂层内的微结构和成分在深度方向具有分层现象,这主要是由激光熔覆过程的快速熔凝和冷却过程所致。在激光熔覆过程中,TiC粉末完全熔化并在凝固过程中析出为细小枝晶,这些TiC枝晶的尺寸随着深度的增加而减小,而Y2O3颗粒则分布在整个重熔层中。Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层具有较均匀的硬度,其最高值约为HV1380,比基体高4倍以上。由于复合涂层具有高的硬度,钛合金经过激光熔覆后其耐磨性得到大幅度提高。