Ti6Al4V合金表面激光熔覆NiCrAlSi复合涂层的组织及高温抗氧化性能

为提高Ti6Al4V合金的高温抗氧化性能,以Ni80Cr20-40Al-20Si(质量分数,%)复合合金粉末为原料,采用激光熔覆技术,在Ti6Al4V合金表面制备复合涂层,系统地分析涂层的物相、显微组织结构及高温抗氧化性能。结果表明:复合涂层中没有发现裂纹,仅有少量气孔,且与基体实现良好的冶金结合;Ti_5Si_3/Al_3Ni_2作为增强相均匀分布于基体Al_3Ti/NiTi中;经恒温800℃氧化32 h后,复合涂层的氧化膜主要由Al_2O_3和NiO组成,结构连续致密,氧化动力学曲线近似符合抛物线规律,表现出较好的高温抗氧化性能;而Ti6Al4V合金的氧化膜主要为疏松的TiO_2,表面氧化严重,表现出较差的抗氧化性能。激光熔覆NiCrAlSi复合涂层可望成为有效提高Ti6Al4V合金高温抗氧化性能的途径之一。     

Cr12MoV钢激光熔覆Ni-Al复合涂层的组织及性能

利用激光熔覆技术在Cr12MoV钢上熔覆了Ni-Al复合涂层,研究了Al含量对熔覆层组织形貌及力学性能的影响。结果表明:当熔覆层Al含量大于14%时,开始有裂纹出现;熔覆层的显微组织中无明显夹杂物,存在硬质相Al₂O₃及金属间化合物Ni₃Fe、AlNi₃;随着Al含量的增加,熔池边界逐渐消失,硬度、耐磨性呈先减小后增加的趋势。综合来看,Al含量为14%的熔覆层性能最佳。     

多元合金加入对Fe65粉末等离子熔覆层组织和性能的影响

采用微束等离子熔覆方法,在H13钢基体上制备了以自熔性合金粉末Fe65为基础成分、添加适量Al、W、V的正交实验熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、高温回火性能和高温氧化性能。结果表明,正交实验熔覆层的显微组织中,奥氏体晶粒细小,短针状FeAl和Fe3Al金属间化合物沿晶分布,Cr7C3、WC、VC等碳化物呈枝晶分布,马氏体消失;与熔覆层后的空冷相比,经700℃高温回火后,正交组熔覆层的硬度提高,8H(Fe65-12%Al-4%W-1%V)熔覆层的硬度增加显著,抗高温回火性能最优,而参照组Fe65粉末覆层硬度明显下降,H13钢硬度则较低。在700℃高温氧化试验中,加入适量Al的正交组熔覆层的抗高温氧化性能大大优于Fe65粉末覆层及H13钢,其中8H覆层的氧化增重仅分别为Fe65粉末覆层、H13钢的32%及8.5%,表现出优异的高温抗氧化性能。     

Al含量对微束等离子熔覆Fe25合金组织和性能的影响

采用微束等离子熔覆技术,在Q235钢基板上制备出一定Al含量的Fe25铁基合金覆层。采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、显微硬度计、高温氧化试验研究了覆层的组织、硬度和高温抗氧化性能。结果表明,随着Al的加入(0~6wt%),Fe25合金覆层的凝固形态发生显著改变,基体相由奥氏体转化为铁素体,出现初生δ铁素体及碳硼化物相,最终覆层呈现铁素体和粒状贝氏体相结构。随着Al含量的增加,覆层显微硬度先升后降。4wt%Al的覆层2层平均硬度为618 HV0.2,比纯Fe25覆层提高286 HV0.2。随着Al含量的增加,由于Al原子的溶入和生成金属间化合物Fe_2AlCr、Fe_3Al,以及形成更致密的氧化膜,Fe25合金覆层的高温抗氧化性显著增强。     

激光熔覆纳米SiC增强Ni基合金涂层的组织与高温抗氧化性能

目的揭示添加纳米粉体对激光熔覆涂层高温防护性能的影响。方法以NiCoCrAlY合金粉末为熔覆材料,添加纳米SiC粉体,在GH4037合金表面激光熔覆纳米SiC增强Ni基合金涂层,对熔覆层表面及界面区进行显微组织分析,并进行1070℃下的高温抗氧化性实验。结果加入纳米SiC粉体的激光熔覆涂层组织明显细化,界面区未出现明显缺陷,其高温氧化速率远远低于未加纳米粉体的涂层,氧化膜致密,抗剥落能力显著增强。结论添加适量纳米SiC粉体对Ni基合金激光熔覆层的组织具有明显细化作用,对界面区裂纹的产生有一定的抑制作用,使得熔覆层的高温抗氧化性能显著提高。     

激光熔覆MoSi_2-NiCrSiB复合涂层的组织和性能

在GH4169表面通过激光熔覆制备不同成分配比的Mo Si2-Ni Cr Si B复合涂层,利用扫描电镜对熔覆层的微观组织进行观察,测试了熔覆层的显微硬度及高温抗氧化性能。结果表明:添加不同比例的镍基合粉末制备的Mo Si2-Ni Cr Si B复合涂层试样与基体形成良好的冶金结合,无明显的裂纹、空洞,且随镍基合金粉末的添加,熔覆层组织与基体的结合越来越紧密,树枝晶状的硅钼相与合金相交错分布。添加不同比例镍基合金粉末时复合涂层的显微硬度比基体都有所提高,最高可达540 HV0.2,是基体硬度的1.2倍,随镍基合金粉末的增多,复合涂层硬度降低,最多会降低11%。添加10%的镍基合金粉末时试样的高温抗氧化性能最好。     

信息动态

在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面激光熔覆了Co基金属陶瓷复合涂层,对高温氧化后基体和复合层进行物相分析,并采用垂直气-砂喷射式高温冲蚀磨损试验装置进行高温冲蚀试验,分析熔覆层冲蚀后的微观形貌.研究表明:钴基合金熔覆层具有良好的抗高温氧化性能,原因在于Co能有效促进形成由Cr2O3,CoO·Cr2O3或CoCr2O4组成的致密氧化膜,且CoO与Cr2O3间较强的结合键增强了氧化膜的致密性.钴基合金添加10％ WC的激光熔覆层具有比基体金属更为优良的抗高温冲蚀磨损性能,而添加了20％ WC的激光熔覆层的抗高温冲蚀磨损性能则比基体差.     

激光熔覆钴基金属陶瓷复合涂层抗高温氧化及冲蚀性能

在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面激光熔覆了Co基金属陶瓷复合涂层,对高温氧化后基体和复合层进行物相分析,并采用垂直气一砂喷射式高温冲蚀磨损试验装置进行高温冲蚀试验,分析熔覆层冲蚀后的微观形貌。研究表明:钴基合金熔覆层具有良好的抗高温氧化性能,原因在于Co能有效促进形成由Cr_2O_3,CoO·Cr_2O_3或CoCr_2O_4组成的致密氧化膜,且CoO与Cr_2O_3间较强的结合键增强了氧化膜的致密性。钴基合金添加10%WC的激光熔覆层具有比基体金属更为优良的抗高温冲蚀磨损性能,而添加了20%WC的激光熔覆层的抗高温冲蚀磨损性能则比基体差。     

表面激光熔覆改性对体育器材耐磨性能的影响

采用激光熔覆改性技术在碳钢表面制备316L不锈钢涂层和不同成分配比的316 L+Al_2O_3复合涂层,研究了Al_2O_3含量对复合熔覆层形貌、显微硬度和耐磨性能的影响。结果表明,复合熔覆层主要由γ奥氏体相和α铁素体相组成。随着距离熔覆层表面距离的增加,316 L熔覆层和316 L+Al_2O_3激光熔覆层的显微硬度都逐渐减小。随着复合熔覆层中Al_2O_3含量的增加,熔覆层的硬度呈现先增加而后减小的趋势。随着熔覆层中Al_2O_3含量的增加,复合熔覆层的磨损量先减小而后增大,在Al_2O_3含量为6%时磨损量最小。     

Ni_3Al金属间化合物激光熔覆层的组织与性能

以镍粉及铝粉的混合粉末为熔覆材料,配比了Ni_3Al粉末成分,采用激光熔覆技术,在Q235钢基体表面制备了Ni Al合金涂层,分析了涂层的组织结构及形成机理,研究了其抗高温氧化性能。结果表明:采用合适的激光熔覆参数可以获得表面质量及结合性能良好的Ni Al合金涂层,涂层主要由γ'-Ni_3Al及γ-Ni构成。涂层组织均匀细密,没有明显的方向性。涂层显微硬度约为基体的2.6倍,抗高温氧化性能约为基体的4倍。     

扫描速度对Ti6Al4V合金表面激光熔覆Ni基复合涂层组织及性能的影响

在Ti6Al4V合金表面进行了激光熔覆Ni包MoS_2/NiCrBSi复合涂层的试验,利用OM、SEM、EDS等分析了扫描速度对熔覆层宏观形貌、显微组织、显微硬度、裂纹敏感性的影响,为合理选择激光熔覆工艺参数提供了理论依据。试验结果表明,在其他工艺参数不变的条件下,随扫描速度的增大,熔覆层宽度、厚度、基底材料熔化深度、热影响区深度均减小;显微组织细化,结合区胞状晶逐渐消失;涂层的显微硬度降低,裂纹敏感性增大。     

激光熔覆Ti-Al金属间化合物复合涂层的显微组织和性能

以Ti和Al在高温下的化学反应热力学条件为依据,利用激光熔覆技术在ZL117铝活塞零件表面制备金属间化合物TiAl_3增强的Al基复合涂层。借助XRD、EDS和XPS分析涂层的物相组成和结构特征,通过OM和SEM观察涂层的表面宏观形貌及其内部显微组织,运用马弗炉测试了熔覆涂层在静态空气中的高温抗氧化性能。结果表明,复合涂层主要由浅灰色网状组织TiAl_3、暗灰色网状间隙相α(Al)和少量晶须状Si组成。复合涂层中Ti以TiAl_3形式存在,在TiAl_3中结合能分别为460.53 eV(Ti2p1峰)和454.96 eV(Ti2p3峰);Al则以TiAl_3、Al_2O_3和Al的形式存在,3种物相中Al的结合能分别为73.60、75.82和72.90 eV。600℃恒温80 h下的氧化动力学曲线显示,相同氧化条件下,涂层氧化增质较为平缓,氧化速率小,具有较好的相对高温抗氧化性能,相对高温抗氧化值最大为2.64。熔覆涂层表面氧化产物为Al_2O_3和TiO_2,铝合金基体表面氧化产物为Al_2O_3和少量SiO_2。     

铝合金表面MoSi2/SiC复合涂层的激光熔覆制备

利用激光熔覆技术在铝合金表面制备MoSi2/SiCp复合涂层,对涂层的微观组织形成规律及其主要工艺参数对涂层组织和性能的影响进行了研究.实验结果表明,对试样进行搭接预热和在熔覆粉末中添加助熔剂CaF2是提高熔覆层质量的主要途径.采用多道搭接预热熔覆工艺和预置涂层法可以在铝合金表面获得具有完全冶金结合的原位自生SiC颗粒增韧的硅化钼陶瓷复合涂层,涂层组织主要由Mo(Si,Al)2、SiC、α-Al、Mo5Si3等相组成.熔覆层显微硬度较基体材料的显微硬度有大幅度提高,涂层显微硬度最大可达850HV0.2.     

氩弧熔覆原位合成TiC-TiB2复合抗氧化涂层

为了提高石墨电极的高温抗氧化性能,以钛粉和B₄C粉为原料,采用氩弧熔覆技术在石墨电极表面原位反应合成TiC-TiB₂复合涂层. 利用X射线衍射分析、蔡司电子显微镜和扫描电子显微镜对涂层的组织形貌和物相组成进行了分析,利用间歇法测试了TiC-TiB₂复合涂层的高温抗氧化性能. 结果表明,熔覆层由花瓣状的TiC颗粒和棒状的TiB₂颗粒组成,熔覆层与石墨基体热匹配性好,表面无裂纹和气孔等缺陷,且熔覆层具有良好的抗高温氧化性能,1 300℃高温氧化6 h,氧化增重率为0.546 mg/mm2·h-1.     

超细VC对激光熔覆H13合金显微组织和耐磨性的影响

目的通过添加超细VC颗粒改善Q235合金表面激光熔覆H13涂层的显微组织,并提高其耐磨性。方法利用激光熔覆技术在Q235表面制备了H13/VC复合涂层,利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪以及摩擦磨损试验仪,研究了超细VC颗粒不同添加量对涂层微观结构、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果激光熔覆H13/VC复合涂层与基体呈冶金结合,无明显气孔和裂纹等缺陷。超细VC颗粒在激光熔覆过程中全部熔解,显著改变了涂层的微观特征。V元素没有明显的元素偏析现象,但是随着超细VC含量的增加,枝晶干和枝晶间内的V元素含量呈现增加的趋势。超细VC颗粒起到了固溶强化的作用,促使熔覆层的显微硬度随着超细VC含量的增加而增加。H13熔覆层的平均显微硬度为504.21HV_0.3,随着超细VC含量的增加,复合涂层的显微硬度逐渐增加(608.21、658.24、680.41HV_0.3)。H13熔覆层的磨损体积为3.97×10^?2mm³,当VC添加量为2%时,复合涂层的耐磨性较H13合金有所提高,摩擦因数保持在较小的范围内,主要以磨粒磨损和氧化磨损为主,粘着磨损为辅。随着超细VC含量的增加,复合涂层的磨损体积逐渐减少,当VC添加量为10%时,复合涂层的磨损体积为2.69×10^?2mm³,约为未添加超细VC颗粒涂层的2/3。结论超细VC的添加有助于改善合金的显微组织和耐磨性。     

TiC对激光熔覆TiC-Ti-Al涂层结构与性能的影响

为了研究Ti C对激光熔覆涂层结构与性能的影响,运用激光熔覆技术在Ti Al合金表面制备Ti-Al-Ti C涂层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机对所制备涂层的显微组织、物相及成分、显微硬度和摩擦磨损性能等进行了测试。结果表明:在含有20%微米级Ti C的激光熔覆层(A涂层)内,增强相Ti C生长较为发达,整体呈树枝状形态,枝晶生长方向较为杂乱,熔覆质量较差;而在含有10%纳米级Ti C的激光熔覆层(B涂层)内,增强相Ti C的形貌为颗粒状和长条状,在熔覆层内分布较均匀,生长方向较规律;在含有20%纳米级Ti C的激光熔覆层(C涂层)内,增强相Ti C的形貌主要为颗粒状和细杆状,熔覆层内组织生长发达,致密,熔覆质量较好。添加纳米级Ti C的涂层在显微硬度和耐磨性上优于添加微米级Ti C的涂层,涂层中纳米Ti C含量由10%上升到20%时,涂层显微硬度和耐磨性均有明显提高。     

铝合金表面MoSi2／SiC复合涂层的激光熔覆制备

利用激光熔覆技术在铝合金表面制备MoSi2／SiCp复合涂层，对涂层的微观组织形成规律及其主要工艺参数对涂层组织和性能的影响进行了研究。实验结果表明，对试样进行搭接预热和在熔覆粉末中添加助熔剂CaF2是提高熔覆层质量的主要途径。采用多道搭接预热熔覆工艺和预置涂层法可以在铝合金表面获得具有完全冶金结合的原位自生SiC颗粒增韧的硅化钼陶瓷复合涂层，涂层组织主要由Mo（Si，Al）2、SiC、α-Al、Mo5Si3等相组成。熔覆层显微硬度较基体材料的显微硬度有大幅度提高，涂层显微硬度最大可达850HV0.2.     

激光功率对钛合金表面Ni基复合涂层的影响

采用光纤激光器,在Ti6Al4V合金表面激光熔覆Ni60和Ni/MoS2粉末制备复合涂层,利用OM、SEM、EDS分析了激光功率对熔覆层宏观形貌、显微组织、显微硬度的影响。结果表明,在其他工艺参数不变的条件下,随着激光功率的增大,熔覆层宽度、厚度、基材熔化深度、热影响区深度均增大;显微硬度逐渐增大;熔覆层表面质量下降,最佳激光功率范围为1.5~2 kW。     

45钢多道搭接激光熔覆层的组织与性能

在45钢表面进行了激光搭结熔覆WC-12Co涂层的实验,对复合涂层的组织、硬度等进行了研究.结果表明:激光熔覆区在微观结构上分为熔覆层、熔化区和热影响区.在搭接区出现了较为粗大的组织特征,采用同一激光工艺参数,多道搭接熔覆层的显微硬度降低.多道搭接熔覆产生的重稀释导致涂层中WC硬质相含量明显降低,是造成激光熔覆层硬度下降的主要影响因素.     

激光原位制备TiB-Ti网状结构增强钛基复合涂层（英文）

针对激光熔覆凝固制备TiB-Ti复合涂层裂纹敏感性大的问题,以TiB_2粉作为熔覆材料,利用激光原位技术在钛合金表面制备网状结构增强钛基复合涂层。采用SEM、XRD、EPMA、TEM、硬度计和微动磨损仪对合成的钛基复合涂层进行测试和分析。结果表明,网状结构外部主要为TiB强化相,并与Ti基体界面之间结合洁净,具有固定的取向关系;网状结构内部主要为α-Ti晶粒,且尺寸细小。网状结构熔覆层自表及里显微硬度逐渐降低,但平均显微硬度近基材的2倍。微动磨损测试显示,较低载荷下,网状结构熔覆层的耐磨性能优于基材。结果表明,类网状结构可以提高钛基复合涂层的硬度和抗微动磨损性能。