Ni基合金粉中添加纳米CeO_2粉体对激光熔覆层组织及高温腐蚀性能的影响

为了揭示添加纳米粉体对激光熔覆层高温防护性能的影响,将纳米CeO2粉体加入NiCoCrAlY合金粉末中,采用压片预置式激光熔覆工艺在GH4037合金表面激光熔覆制备了纳米CeO2颗粒增强Ni基合金涂层,并对熔覆层进行了显微组织观测,研究了1 000℃高温熔盐热腐蚀性能。结果表明:添加适量纳米CeO2粉体的Ni基合金激光熔覆层出现大量细小等轴晶,组织明显细化、致密;添加纳米CeO2后熔覆层在高温熔盐中腐蚀后未出现明显的隆起和剥落现象,腐蚀层的深度明显减小,对Cr2O3膜的碱性溶解有一定的抑制作用,其抗高温热腐蚀性能显著提高。     

铁基合金激光熔覆组织及其冲击磨损性能

利用ＡＴＥＭ研究了铁基合金Ｆｅ－Ｃｒ－Ｗ－Ｎｉ－Ｃ（ｗ（％）为１０：５：１：１：１）激光熔覆组织的相结构特征及高温时效时亚稳相转变过程。     

硅钢表面激光熔覆高硅涂层对性能的影响

用Nd:YAG脉冲激光在低硅钢表面制备激光熔覆高硅涂层,研究了激光熔覆高硅涂层样品的组织和磁性能.结果表明,制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,且与基体有良好的冶金结合.经激光熔覆后硅钢表面存在熔覆区、界面结合区和热影响区.熔覆区的显微组织不均匀,随着与结合界面距离的增加,由柱状晶变为树枝晶,最终过渡到表层的细小树枝晶组织.熔覆层与基体之间的结合界面为平面晶组织,热影响区为马氏体组织.熔覆涂层的显微硬度远高于低硅钢基体,其主要原因是涂层具有较高的Si含量,涂层中的α-Fe和γ-Fe双相组织也导致了硬度的提高.激光熔覆高硅涂层硅钢样品经扩散退火后具有室温铁磁性,Si含量的提高使其室温直流磁性能优于原始低硅钢.     

激光熔覆功率对FeCrNiCoMoBSi高熵合金涂层电化学腐蚀性能的影响

探讨了FeCrNiCoMoBSi高熵合金(HEA)激光熔覆涂层的微观结构以及激光功率对涂层物相和电化学腐蚀性能的影响。研究结果显示,HEA涂层由底部的柱状晶带、顶部的等轴晶带以及中间混晶带(由柱状晶和等轴晶混合组成)构成。采用3 000W功率制备的HEA涂层表现出最低的自腐蚀电流密度(0.425μA/cm²)、最高的自腐蚀电位(-0.16852V)以及最大的极化阻抗(69 616Ω),其阻抗模值■为1 143Ω·cm²,分别是1 800,2 500和4 500 W功率激光熔覆涂层的8.65倍、4.91倍和7.14倍,且其最大相位角为76.23°,均高于其它三种涂层。综合评估显示,采用3 000 W功率制备的HEA涂层具有出色的电化学腐蚀性能。这是由于其单一的FCC晶体结构、抗腐蚀的铁镍合金相和单质铬相、良好的晶体结晶度、细化的晶粒尺寸以及卓越的钝化效应,使其电化学腐蚀性能显著优于其他功率制备的涂层。     

激光熔覆涂层中TiC_p界面结构与涂层冲击磨损性能

研究了外加ＴｉＣｐ／Ｎｉ 合金激光熔覆涂层中ＴｉＣｐ 的界面结构以及涂层的冲击磨损性能,并与原位ＴｉＣｐ／Ｎｉ 涂层进行了对比．结果表明,外加ＴｉＣｐ 界面存在外延生长、界面反应物及析出物．原位及外加ＴｉＣｐ 涂层在低冲击载荷下均可提高冲击磨损性能,前者提高幅度较大;在高冲击载荷下外加ＴｉＣｐ 涂层降低磨损性能,而原位ＴｉＣｐ 涂层仍显著提高磨损性能．ＴｉＣｐ 界面结构特征是影响磨损性能的主要原因．     

激光熔覆涂层中TiCp界面结构与支冲击磨损性能

研究了外加ＴｉＣｐ／Ｎｉ合金激光熔覆涂层中ＴｉＣｐ的界面结构以及涂层的冲击磨损性能，并与原位ＴｉＣｐ／Ｎｉ涂层进行了对比。结果表明，外加ＴｉＣｐ界面存在外延生长，界面反应物及析出物。原位及外加ＴｉＣｐ涂层在低冲击载荷下均可提高冲击磨损性能，前者提高幅度较大；     

稀土在激光熔覆涂层中的分布及其对腐蚀性能的能影响

用激光快速熔凝法向金属表层加入稀土，结果表明：激光处理能够把较多的稀土加到钢的表层；钢表层中的过饱和稀土除和氧、硫作用外，还可固溶于晶内、晶界或其附近，甚至能形成金属间化合物ＲＥ２Ｆｅ１７；经过稀土和激光复合处理的表面具有较高的耐腐蚀性能。     

激光熔覆与等离子熔覆的镍基合金熔覆层组织和性能对比

在低碳钢等廉价金属表面熔覆一层高强高韧或高耐蚀性的熔覆层可极大提高材料的使用性能及利用率,但是不同熔覆方法对熔覆层组织和性能可能会造成不同影响。利用激光熔覆和等离子熔覆技术分别在Q345基材表面熔覆镍基合金粉末,获得具有一定厚度的熔覆层。通过对2种熔覆方法获得的熔覆层进行微观组织、冲击韧性以及耐磨损性能对比分析可知,激光熔覆镍基合金的熔覆层组织细密,冲击吸收功略低于等离子熔覆试样,但稳定性优于等离子熔覆层,耐磨损性能及表面硬度明显优于等离子熔覆层。     

316L不锈钢表面激光熔覆Stellite6合金组织及其耐液态铅铋腐蚀性能

为提高316L不锈钢耐高温液态铅铋的腐蚀能力,通过使用同轴送粉的激光熔覆方式,在316L不锈钢表面制备一层Stellite6合金涂层,将其放入400℃的高温液态铅铋中进行500 h高速流腐蚀试验,其中相对流速设置为2.56 m/s.分析涂层的微观组织、物相组成、元素分布、显微硬度值等的变化规律,以及该涂层耐液态铅铋的腐蚀性能.涂层组织由等轴晶、树枝晶、胞状晶及平面晶组成,搭接区晶粒沿不同方向长大;涂层主要有γ-Co、CoCx、(Cr,Fe)7 C3及M23 C6等物相;各组分元素在涂层表面均匀分布,Co、Cr与Fe等元素在基体316L与涂层之间发生明显扩散;Stellite6涂层的硬度平均值为基体材料316L的2.3倍,且最高达到556.8HV.在进行高温液态铅铋高速流腐蚀后,316L不锈钢表面生成了大面积且连续的氧化物,存在大量微型腐蚀坑,Stellite6涂层表面仅存在少量氧化物,未发现明显的腐蚀坑,较好地维持了原貌;Stellite6涂层表面粗糙度值为1.0μm,而316L经腐蚀后的表面粗糙度为2.4μm.Stellite6合金涂层能够有效地提高316L不锈钢基体在高温液态铅铋合金中的耐腐蚀性能.     

激光熔覆制备硬质颗粒增强镍基合金复合涂层的研究进展

为了满足不同的工况,许多工程部件需具备良好的表面性能,例如:较高的硬度、良好的耐磨性能和耐腐蚀性能等。可以通过在普通材料表面熔覆合金粉末来达到改善表面性能的效果。激光熔覆制备的涂层具有优良的附着力、良好的微观结构、较小的热影响区和优异的力学性能等特点。常用的激光熔覆方法主要包括预置法和同步送粉法。常用的熔覆材料主要分为三个体系,即:Fe基、Co基和Ni基。Fe基粉末制备的涂层具有较高的硬度和较好的耐磨性,并且价格较为便宜。但是,Fe基涂层在制备过程中容易出现较多的缺陷,从而导致涂层的性能和可靠性下降。Co基涂层具有良好的耐高温性和耐腐蚀性,但是力学性能较差,价格极为昂贵,不适用于大范围的工业生产。Ni基涂层具有较好的耐磨性能、良好的韧性和较好的润湿性能,价格较为经济,有广阔的应用前景。近年来,许多研究人员专注于Ni基涂层强化的研究。目前,常用的Ni基涂层的强化方法主要包括调整激光熔覆的工艺参数和向Ni基涂层中加入硬质相或适当的元素来改善涂层的性能。很多研究人员专注于改善Ni基合金粉末的成分,即向Ni基粉末中加入硬质相或者合适的元素来提高Ni基涂层的性能。向Ni基涂层中加入的主要硬质相颗粒包括WC、NbC、TiC、TaC和VC等。一些研究人员通过加入化合物合成元素,在激光熔覆的过程中通过原位反应的方法来生成一些碳化物强化相。比如:通过加入纯Nb粉或Nb2O5与石墨粉原位生成NbC;加入纯Ti粉和石墨粉原位反应生成TiC。一些研究人员通过添加某单一元素来提高涂层的性能,如:Nb、Ti、Al、Ta等。此外,还有一些学者研究了稀土元素对涂层性能的影响。激光熔覆方法制备的Ni基合金涂层具有较高的结合强度、较好的耐腐蚀性和优异的耐磨性,在工程上具有广阔的应用前景。改进合金粉末的成分,可以进一步提高涂层的力学性能。本文综述了硬质颗粒增强镍基合金复合涂层的研究进展,指出了硬质颗粒增强镍基合金涂层需进一步解决的问题,并展望了其应用前景。     

稀土在激光熔覆涂层中的分布及其对腐蚀性能的影响

用激光快速熔凝法向金属表层加入稀土，结果表明激光处理能够把较多的稀土加入到钢的表层；钢表层中的过他和稀土除和氧、硫作用外，还可固溶于晶内、晶界或其附近，甚至能形成金属间化合物RE2Fe17；经过稀土和激光复合处理的表面具有较高的耐腐蚀性能。     

工艺参数对304不锈钢表面激光熔覆Ni基合金涂层的组织、耐磨性及耐腐蚀性的影响

研究了不同工艺参数对304不锈钢表面激光熔覆Ni基合金后熔覆层微观组织及硬度、耐磨、耐蚀性能的影响,并寻求最佳激光工艺参数,以期获得冶金结合较好,耐磨、耐蚀性能良好的熔覆层。根据组织与性能的综合分析可知,最优激光工艺参数为激光功率2.5kW、扫描速度4mm/s、送粉速率300mg/s。利用优化工艺参数熔覆后的熔覆层宏观形貌平整、光滑,熔覆层宽度为14.36mm,高度为1.612mm,熔池深度为0.248mm,稀释率为13.33,硬度较高,平均显微硬度为646.4HV,并且耐磨损性能较好,磨损量较低。此外,熔覆层的耐腐蚀性能也较好,自腐蚀电位为-286.77mV。在一定的激光工艺参数下,组织从结合区至熔覆层表层依次为平面晶、胞状晶、柱状晶、树枝晶、等轴晶。激光功率、扫描速度、送粉速率不同,熔覆层中组织粗细变化呈现一定的规律性:随着激光功率的增大,组织由细小逐渐变的粗大;随着扫描速度的增大,组织先变细小,然后变粗大;随着送粉速率的增大,组织逐渐变细小。合金的耐磨性与耐蚀性不仅与组织大小有关,而且与组织物相组成密切相关。     

纳米La_2O_3含量对NiCrCoAlY熔覆涂层组织及硬度的影响

基于激光熔覆技术在TC4合金表面制备NiCoCrAlY熔覆涂层,考察纳米稀土La2O3含量对熔覆涂层质量的影响。利用金相显微镜、扫描电镜以及显微硬度计对添加稀土La2O3含量分别为0,1%,2%和3%的涂层的微观形貌、组织及硬度进行观察和研究。结果表明,随着纳米稀土La2O3含量的增加,熔覆层的稀释率逐渐降低,抑制了熔覆层中柱状晶的生长,加速了枝状晶的形成,且枝状晶的分支加剧,二次枝状晶的间距减小,使熔覆层的晶粒得到细化,并且出现花朵状。添加纳米稀土La2O3的熔覆层硬度相对未添加的都较高,但随着其含量的增加呈现逐渐下降趋势。     

钛合金表面激光熔覆Ni基合金涂层中析出相热力学模拟计算

采用横流CO2激光器在TC4合金表面熔覆Ni基合金涂层,对激光熔覆层的微观组织、析出相、各合金元素在γ-Ni和M23C6相中含量变化进行了研究.结果表明,熔覆层可分为三个区:熔覆区、结合区和基体热影响区.熔覆区由γ-Ni,TiB2,TiC,M23C6和Ni3B相组成,其中,TiB2,TiC和M23C6细小颗粒均匀分布于γ-Ni初晶上,共晶组织由γ-Ni和Ni3B组成.为揭示TC4合金表面激光熔覆Ni基合金涂层在3500～500K温度范围的相组成及组织变化规律,利用Thermo-Calc软件及相应Ni基合金数据库对TC4合金表面激光熔覆Ni基合金涂层凝固过程中各析出相进行了热力学计算分析,研究了熔覆层中γ-Ni,TiB2,TiC,M23C6和Ni3B各相相对含量和B,C,Cr,Fe,Ni,Ti元素在γ-Ni和M23C6相中的含量随温度变化关系,为TC4合金表面激光熔覆Ni基合金涂层成分设计和工艺优化提供理论依据.     

纳米CeO2对激光熔覆Fe/Cr3C2复合涂层组织与磨损性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪及滑动磨损试验,研究了1%纳米CeO_2(质量分数)对低碳钢表面激光熔覆Fe/Cr_3C_2复合涂层的组织结构和耐磨性能的影响。结果表明,Fe+Cr_3C_2+1%CeO_2复合涂层的主要组成相是α-Fe、γ-Fe、Cr_3C_2、Cr_(23)C_6及Cr_7C_3等化合物相;加入1%纳米CeO_2后,复合涂层组织明显细化,未熔Cr_3C_2数量显著减少,初生碳化物由粗大杆状向块状转变,数量增加,分布均匀,有效抑制和消除了裂纹的形成;复合涂层硬度和耐磨性能显著提高,Fe+30%Cr_3C_2+1%CeO_2涂层截面显微硬度提高105HV,增幅达到15.4%,且涂层沿深度方向硬度分布均匀性得到明显改善。     

AZ31镁合金表面激光熔覆Al-TiC复合涂层微观组织与腐蚀性能

为有效改善AZ31镁合金表面的腐蚀性能,本文采用激光熔覆技术在AZ31镁合金表面成功制备了无缺陷的Al-TiC复合涂层。研究了不同成分含量的Al-TiC复合涂层的相组成、微观组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明：在Al-TiC复合涂层内形成了大量的Al₁₂Mg₁₇、Mg₂Al₃和TiC相。复合涂层内微观组织呈现出连续网络状分布特征。随着Al-TiC混合粉末中Al含量的减小,复合涂层中Al₁₂Mg₁₇、Mg₂Al₃和TiC相的含量呈递增趋势,网络状分布的微观组织结构变得更加均匀连续。复合涂层与AZ31基体之间形成了良好的冶金结合界面。激光熔覆制备的Al-TiC复合涂层耐腐蚀性能较AZ31基体显著提升。自腐蚀电位由基体的-1.563 V提升至-1.144 V,自腐蚀电流由基体的1.55×10^-4 A减小至2.63×10^-6 A。     

激光熔覆制备含SiC纳米晶须结构涂层的研究

SiC陶瓷材料有着优良的物理力学性能,因而对该材料的研究一直受到人们的关注.分别对SiC纳米颗粒、SiC纳米晶须、SiC纳米涂层的研究现状进行了介绍;对激光熔覆制备含SiC纳米晶须的结构涂层进行了研究,制备出了具有内部富含网状SiC纳米晶须而表面高度致密的SiC纳米结构涂层;从激光与材料相互作用的角度对该涂层组织形貌形成机制进行了分析.     

合金成分对镍基合金激光熔覆涂层组织与性能的影响

为了研究激光熔覆镍基合金涂层显微组织与性能之间的关系,本文选用Ni25、Ni45、Ni60镍基自熔性合金粉末作为熔覆材料,在同一工艺参数下在45#钢基体上制得Ni25、Ni45、Ni60合金激光熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计等方法对涂层的显微组织、物相组成、显微硬度等进行了研究。结果表明从Ni25到Ni60合金涂层,随着合金元素含量的提高,涂层微观组织逐渐由亚共晶转变为过共晶,γ-Ni奥氏体枝晶所占体积分数减少,尺寸细化,枝晶间的共晶组织和硬质相所占的体积分数增大,涂层和基体之间结合带的宽度越来越窄,熔覆层的显微硬度越来越高。Ni25、Ni45合金涂层的平均显微硬度分别为250HV和550HV左右,而Ni60合金涂层的平均硬度却高达750HV左右,为Ni25合金涂层的3倍。     

激光熔覆涂层与热喷涂涂层组织性能比较

分别采用激光熔覆与火焰喷涂两种技术在38CrMoAl基体表面制备NiCrBi WC(wt20%)合金涂层,比较其组织结构及其硬度分布,试验表明：激光熔覆涂层无缺陷,成品率高,组织细密均匀,晶粒细小,硬度高,对基体热影响小,与基体结合为成分缓慢过渡的冶金结合。