感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层组织和形成机理

采用高频感应熔覆技术,以Ni60A、Ti粉和C粉为原料,在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层.借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和形成机理进行了分析.结果表明:感应熔敷层组织是由γ-Ni基体、枝晶间共晶组织(γ-Ni M23C6)以及弥散分布的TiC颗粒组成.原位生成的TiC颗粒尺寸细小,分布均匀,颗粒大小为0.5～1.0 μm.TiC颗粒是由微小八面体堆积而成,其形貌有八面体状和花瓣状.初晶TiC从镍溶液中生长时,由于TiC的生长不受限制,因此初晶Ti长成规则的八面体.当TiC以共晶的方式生长时,由于受到γ-Ni的影响,不可能自由生长,因此共晶TiC长成花瓣状.     

原位自生TiCp／Ni60A复合涂层组织结构及长大特性

以Ni60A、钛粉和石墨粉为原料，采用高频感应熔覆技术，在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电境、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织结构、TiC颗粒的生长方式和性能进行了分析。结果表明：TiC是由钛粉和石墨粉原位反应生成的，原位形成的TiC颗粒细小，分布均匀，平均尺寸为0．5～1μm。熔覆层与基体呈冶金结合，涂层无裂纹、无气孔等缺陷。熔覆层组织由TiC颗粒、γ—Ni奥氏体枝晶和枝晶间M23C6共晶组织组成。熔覆层中TiC颗粒的形状有2种，一种是规则形状的八面体，另一种是由微小的八面体TiC堆积而成的花瓣状。TiC颗粒的长大是由微小的八面体TiC颗粒堆积而成，以对角连接方式长大速度最快。涂层的维氏硬度可达9800MPa～10000MPa。     

氩弧熔敷原位自生TiC_p/Ni60A金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料,采用氩弧熔敷技术,在45钢表面原位合成了TiC增强Ni基复合材料涂层.借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了分析.结果表明,熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、无气孔等缺陷;熔敷层的组织由γ-Ni、M23C6、TiC组成,TiC大部分旱块状,颗粒尺寸为1～1.5μm,均弥散分布于熔敷层中.     

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备出原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对熔覆层组织、成分和物相进行了分析,并测试了熔覆层显微硬度和耐磨性能.结果表明,激光熔覆层与基体呈良好的冶金结合,涂层中无裂纹、气孔等缺陷.涂层组织由γ-Ni、Cr7C3和TiC等相组成,原位自生TiC颗粒多呈菱形,尺寸在1～3μm之间,涂层显微硬度(800～1000 HV0.2)明显高于基体的显微硬度(300 HV0.2).激光熔覆层中存在颗粒强化和细晶强化等多种强化作用,显著提高了H13钢的耐磨性能.     

等离子熔覆原位合成TiC陶瓷颗粒增强复合涂层的组织与性能

利用等离子熔覆技术,在廉价的碳钢表面原位合成了TiC/Ni基复合材料涂层.借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织、结构、性能进行了测试.结果表明:当Ti C含量为10%～20%时,熔覆层成形良好,与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;熔覆层的组织为γ-Ni枝晶、M23C6、CrB及原位合成的TiC陶瓷颗粒,TiC大部分呈球状,少量呈方块状,尺寸为1～2 μm,靠近熔覆层底部的TiC颗粒比近表层的为小,均弥散分布于熔覆层中;熔覆层显微硬度达HV0.1 1000,是碳钢基体的4倍.     

原位自生TiCp/Ni60A复合涂层组织结构及长大特性

以Ni60A、钛粉和石墨粉为原料,采用高频感应熔覆技术,在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层.借助扫描电境、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织结构、TiC颗粒的生长方式和性能进行了分析.结果表明:TiC是由钛粉和石墨粉原位反应生成的,原位形成的TiC颗粒细小,分布均匀,平均尺寸为0.5～1 μm.熔覆层与基体呈冶金结合,涂层无裂纹、无气孔等缺陷.熔覆层组织由TiC颗粒、γ-Ni奥氏体枝晶和枝晶间M23C6共晶组织组成.熔覆层中TiC颗粒的形状有2种,一种是规则形状的八面体,另一种是由微小的八面体TiC堆积而成的花瓣状.TiC颗粒的长大是由微小的八面体TiC颗粒堆积而成,以对角连接方式长大速度最快.涂层的维氏硬度可达9800MPa～10000 MPa.     

激光熔覆TiC增强铁基耐磨涂层组织结构的研究

采用钛铁和石墨作预置粉末,利用激光熔覆技术在碳钢基体上制备TiC增强铁基耐磨复合涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱分析仪对涂层物相组成和显微组织进行研究,并利用显微硬度计测试了涂层硬度。结果表明,TiC增强相通过熔池冶金反应原位生成,随着涂层中Ti、C原子比例的不同,涂层增强相含量和物相结构发生相应演变,所得TiC呈枝晶状和花瓣状均匀分布于涂层中。与被强化基体相比,熔覆层的硬度得到显著提高。     

铝合金表面激光熔覆原位自生TiC增强金属基复合材料涂层

以Ti,SiC混合粉末作为预置合金涂层,采用2kW连续Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆处理,在6061铝合金表面借助于接触反应法制备原位生成TiC颗粒增强Al-Ti复合材料涂层。试验结果表明：采用适合的激光辐照工艺参数,可获得增强相TiC弥散分布,以Ti-Al金属间化合物及Al过饱和固溶体为主要组成相的复合材料熔覆层组织。TiC颗粒与复合材料基体润湿良好,熔覆层结晶致密,与6061铝合金基材呈良好的冶金,珂明显地改善铝合金的表面性能。     

感应熔覆原位自生TiCp/Ni基合金复合涂层组织与摩擦磨损特性

以Ni60A、Ti粉和石墨粉为原料,利用感应熔覆技术在16Mn钢基材表面制备出原位自生TiC颗粒增强金属基复合涂层。应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织。结果表明:复合涂层与基材实现了良好的冶金结合,复合材料涂层由TiC颗粒、-γNi奥氏体枝晶和枝晶间M23C6共晶组织组成;随着Ti C体积分数的增加,耐磨性增加。复合涂层的磨损机理为显微擦伤式磨损。     

氩弧熔敷原位合成TiC颗粒增强金属基复合涂层组织及耐磨性能

以Ni、Mo、Ti和B4C粉末为原料,采用氩弧熔覆工艺在Q345D钢基体表面原位合成TiC等颗粒增强金属基复合涂层.借助扫描电镜、X射线衍射仪对熔覆层显微组织进行分析;利用显微硬度计,摩擦磨损试验机对其性能进行分析.试验结果表明:熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆层无裂纹、无气孔;原位合成的增强相弥散分布于熔覆层中,使熔覆层具有较高的硬度,最高硬度为1469 HV.随着颗粒的消失,基体硬度为202 HV,熔覆层最高硬度值是基体硬度值的7倍多.在室温干滑动磨损试验条件下,熔覆层具有优异的耐磨性能,其耐磨性约为基体的15倍.     

Microstructure of a Ni Matrix Composite Coating Reinforced by In-situ TiC Particles Using Plasma Cladding

THE TECHNOLOGY of a metal matrix composite(MMC)coating reinforced by ceramic particles oncheap metal substrates is a newly developed process.A powder alloy with a desirable composition is put onthe surface of a substrate.The powder and the toplayer of the substrate are simultaneously melted andrapidly solidified to form a dense coating and bondedtogether.Up to now,many cladding processes havebeen developed,including laser cladding'1'21,electroncladding and plasma cladding.The laser cladd…     

原位合成TiC增强Fe基复合涂层的组织与性能

以Fe、C、Ti混合粉末为原料,采用钨极氩弧熔覆技术在Q235钢表面原位合成了TiC颗粒,分析了涂层组织结构,并对影响涂层组织结构的因素进行了分析.结果表明:较佳的合金粉末成分(质量分数)为65％Fe、26.9％Ti、8.1％C,熔覆速度为5mm/s,熔覆电流为80A,氩气流量为10L/min.测试熔覆层表面硬度最高可达42.3 HRC.     

感应熔覆原位TiC/Ti复合涂层的结构特征与纳米力学性能

以钛和石墨为原料,采用预置粉末结合高频感应加热熔化的方法在Ti6Al4V基体表面制备了原位自生TiC增强Ti基复合涂层,研究了涂层微观结构、物相构成、纳米力学性能及显微硬度。结果表明,感应熔覆钛基复合涂层表面平整,内部无裂纹和孔隙,与基体形成了冶金结合;熔覆过程中Ti与石墨充分反应生成TiC增强相,涂层基质相由α-Ti和少量β-Ti构成;TiC在涂层内分布均匀,其纳米压痕硬度和弹性模量高达22和280 GPa,较Ti6Al4V基体分别提高18和130 GPa,因此使复合涂层具有较高的硬度。     

激光熔覆原位合成TiC/Ti复合材料试验研究

利用激光熔覆技术，在工业纯钛表面原位合成了TiC／Ti复合材料。结果表明：选择不同的激光熔覆工艺参数，可使碳粉和Ti粉通过原位合成反应在钛表面生成TiC／Ti复合材料熔覆层；激光功率和扫描速率是影响熔覆层质量的主要因素：激光功率越大，形成的增强相颗粒尺寸越大，相应合金元素氧化也越严重；扫描速率越大，Ti与C的作用时间变短，增强相颗粒尺寸越细小，且增强相所占的体积分数也相应减少。用XRD、DES和SEM证明了TiC颗粒的存在，同时发现颗粒分布具有一定的均匀性，原位生成的TiC颗粒主要以等轴状和块状两种形态存在。     

氩弧熔覆原位自生ZrC-ZrB2颗粒增强金属基涂层的组织与性能

以Zr粉、B4C粉和Fe粉为原料,采用氩弧熔覆技术在Q345D钢基材表面原位合成了ZrC-ZrB2颗粒增强铁基熔覆层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合涂层显微组织和性能进行了观察分析。结果表明:在Q345D钢表面成功制备了ZrC-ZrB2熔覆层,熔覆层与基体呈良好的冶金结合。涂层的显微硬度可达1200 HV0.1,涂层耐磨性为基体的9.86倍。     

激光熔覆陶瓷增强金属基复合涂层技术的研究进展

讨论了激光熔覆外加陶瓷增强金属基复合涂层技术中外加陶瓷相与基体的界面问题及一般的解决方法,指出原位合成技术与激光熔覆技术结合可有效解决界面问题,从铁基、镍基等复合涂层的原位反应材料体系、反应机理分析、组织结构和性能的改善等几个方面,综述了激光熔覆原位自生陶瓷增强金属基复合涂层技术的研究进展,最后从微观反应机制和宏观实际应用2个角度提出了今后的研究方向:原位合成试验与热力学理论的互相补充与验证,及计算机数值模拟技术的应用.