铬铁原矿粉激光制备高熵合金复合涂层的组织与性能

目的用铬铁原矿粉快速直接制备高熵合金复合涂层,研究其组织结构及性能,提高基体表面硬度和耐磨性。方法采用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备高熵合金复合涂层,运用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及硬度计、磨粒磨损机,分析高熵合金复合涂层不同深度的显微组织、物相结构及力学性能。结果高熵合金复合涂层与基体结合良好,物相结构为简单BCC结构的过饱和固溶体,显微组织为典型胞状和树枝晶组织,且原位自生形成的细小碳化物颗粒强化相弥散分布于基体。深度为0.1 mm时,复合涂层的显微组织形貌最细小,且存在一定程度的成分偏析。复合涂层显微硬度平均为6.48 GPa,为基材40Cr钢的2倍以上。高熵合金复合涂层不同深度的磨损率均低于基体的磨损率,且随着深度的增加,磨损率逐渐升高,当深度为0.1 mm时,磨损率最低,为0.17 mg/mm2,耐磨性最好。结论以铬铁原矿粉为掺杂组元,采用激光熔覆技术成功制备出掺杂原位自生颗粒强化相的高熵合金复合涂层,显著提高了基体表面硬度和耐磨性。     

Ni35掺杂高碳铬铁粉激光熔覆涂层组织性能研究

Ni35粉末掺杂不同质量分数(含量分别为0%、25%、50%、75%、100%)高碳铬铁粉末,在27SiMn钢表面进行激光熔覆制备复合涂层。采用OM、SEM、EDS及XRD等表征手段,表征熔覆层显微组织及物相结构;利用硬度计、磨粒磨损机及电化学站等仪器,表征熔覆层力学及腐蚀性能。结果表明：未掺杂时,熔覆层物相主要有γ-Ni、FeNi3及Cr2Ni3,含量50%时,熔覆层物相有α-Cr和(Cr, Fe)7C3生成,同时Cr2Ni3相消失;随着含量增加,熔覆层中部板条状组织含量增多且形貌变得粗大;含量50%时,熔覆层上部花瓣状组织及中部板条状组织均出现Cr元素富集现象,浅灰色组织为γ-Ni;随着含量增加,熔覆层显微硬度呈上升趋势,磨损率呈下降趋势;含量25%时,稀释率最大,为20.80%;含量50%时,熔覆层耐蚀性最佳,腐蚀电流密度最小,为0.39 μA/cm2。     

激光诱导自蔓延烧结Al80-(Fe-Cr)20合金组织及性能研究

将铝粉和高碳铬铁粉末按80∶20原子比混合压制成坯,并对压坯进行激光诱导自蔓延烧结,利用金相显微镜、X射线衍射仪等设备,表征烧结合金显微组织及物相结构;采用硬度计、磨粒磨损机及电化学腐蚀仪等,表征烧结合金宏观性能。研究合金表层区、中层区和底层区组织及性能变化规律。结果表明:烧结合金物相主要有α-Al、Fe_2AlCr、Al_(13)Cr_2、Al_(13)Fe_4及Al_2O_3等,且烧结合金中层区富Al相Al_(13)Cr_2和Al_(13)Fe_4的含量最多,α-Al相含量最少。烧结合金中层区显微组织最细小均匀;硬度值最高,为817.5HV;磨损率最低,为0.08mg/mm~2;耐蚀性能最好,钝化电流最小,为115.8μA/cm~2。     

Ni35掺杂高碳铬铁粉激光熔覆涂层的组织和性能

Ni35粉末掺杂不同质量分数(0%、25%、50%、75%、100%)高碳铬铁粉末,在27SiMn钢表面进行激光熔覆制备复合涂层。采用OM、SEM、EDS及XRD等手段,表征熔覆层显微组织及物相结构;利用硬度计、磨粒磨损机及电化学工作站等仪器,表征熔覆层力学及腐蚀性能。结果表明:未掺杂时,熔覆层物相主要有γ-Ni、FeNi_3及Cr_2Ni_3,掺杂量为50%时,熔覆层物相有α-Cr和(Cr,Fe)_7C_3生成,同时Cr_2Ni_3相消失;随着掺杂量增加,熔覆层中部板条状组织增多且形貌变得粗大;掺杂量为50%时,熔覆层上部花瓣状组织及中部板条状组织均出现Cr元素富集现象,浅灰色组织为γ-Ni。随着掺杂量增加,熔覆层显微硬度呈上升趋势,磨损率呈下降趋势;掺杂量为25%时,稀释率最大,为20.80%;掺杂量为50%时,熔覆层耐蚀性最佳,腐蚀电流密度最小,约为0.39μA/cm~2。     

SiO2 基激光淬火增吸收涂剂的应用效果

目的提高激光表面淬火中金属对激光的吸收效率。方法在65Mn钢基体表面分别预涂纯SiO2骨料涂剂(1#)、SiO2/Al2O3质量比为11∶3的涂剂(2#)及市购某涂剂(3#),采用横流CO2激光加工机进行表面激光淬火处理。对淬火前后的水温值、改性层深度及宽度进行测试,对表面改性层组织及耐磨、耐蚀性能进行表征。结果淬火后,硬化区组织为针状马氏体+少量残余奥氏体;过渡区组织为半马氏体+珠光体+铁素体。涂1#和2#涂剂的试样水温变化量最大,Δt=22.9℃。涂1#涂剂的改性层硬度最大,可达到1171.5HV,并且其耐蚀性能最佳,自腐蚀电流密度为112.2μA/cm2。涂2#涂剂的改性层层深及宽度均最大,分别为1.139,7.2 mm,并且其耐磨性最佳,磨损率为2.108 mg/mm2。结论 SiO2可作为激光表面淬火增吸收涂剂的骨料,加入适量的Al2O3可提高涂剂对激光的吸收效果。     

Alx-(Cr-Fe)100-x系激光烧结合金的组织及性能

对掺杂不同原子分数(80%、85%、90%、95%)的铝粉和高碳铬铁粉末混合压坯进行激光诱导自蔓延烧结,利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)及硬度计、磨粒磨损机、电化学腐蚀仪等试验仪器,分析烧结合金的显微组织、物相结构及力学性能。结果表明：烧结合金物相主要为α-Al 、Al2Fe、AlFe、Fe2AlCr、Al2O3及富Al相,随着Al含量增多,富Al相Al13Fe4、Al13Cr2逐渐消失,产物相多转化为固溶体α-Al相;在Al含量为80%时,烧结合金孔隙率(1.7%)最小,烧结密度(3.35 g/cm3)最大,硬度(817.5 HV0.2)最高,烧结合金的磨损率(0.08 mg/mm2)最低;合金耐蚀性能在Al含量为90%时最好,钝化电流(110.3 μA/cm2)最小。