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.     

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。     

钛合金表面三种预涂材料的激光熔覆研究

为提高钛合金的表面耐磨性能,分别以NiCrBSi、NiCrBSi B4C和B4C Ti三种材料体系为预涂粉,在Ti-6Al-4V表面涂覆不同厚度的预涂层,采用CO2激光器进行激光熔覆工艺研究.在相同激光熔覆工艺条件下,对不同材料体系的涂层质量进行观察与分析,确认NiCrBSi B4C材料涂层是三种材料体系中最好的.在激光熔覆过程中,NiCrBSi B4C材料中的B4C和Ti发生反应,原位生成增强相,对涂层有强化作用.而且,NiCrBSi的加入控制了原位反应的剧烈程度,减少裂纹和气孔,保证了涂层质量.     

碳纳米管增强激光熔覆涂层的研究现状与分析

激光熔覆作为一种新型表面工程技术,具有效率高、稀释率低、涂层与基体结合良好、涂层组织致密及污染小等优点,广泛用于制备更硬、更耐磨和更耐腐蚀的复合涂层。碳纳米管(CNTs)具有独特的纳米管状结构和优异的力学性能,是制备激光熔覆涂层的理想增强材料,CNTs增强涂层成为近年来激光熔覆领域的研究热点。本文从第二相强化、细晶强化、位错强化和载荷传递四个方面探讨了激光熔覆涂层中CNTs的强化作用机制。对于CNTs可提高熔覆涂层性能,从CNTs的添加量和分散方式以及CNTs对涂层硬度、耐磨性、强度、塑性、韧性和耐腐蚀性的影响等方面,对CNTs增强激光熔覆涂层的研究现状进行了总结和分析。最后对现阶段CNTs增强激光熔覆涂层研究中存在的问题与未来发展方向进行了展望。     

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。     

激光熔覆WC增强复合涂层开裂行为分析

研究了激光熔覆WC增强复合涂层的开裂行为。研究结果表明：激光熔覆金属陶瓷涂层开裂是由于熔覆层与金属基体两种材料的热膨胀系数不同所致，同时开裂倾向还受激光工艺参数、涂层合金粉的配比以及强化相的形状、大小等因素的影响。     

高速车轮钢表面激光熔覆铁基合金涂层的摩擦磨损性能

为了探究激光熔覆对高速车轮钢合金涂层摩擦与磨损性能的影响,利用LDM2500-60型半导体全固态激光器在高速车轮钢表面激光熔覆制备Fe基合金涂层。分别采用金相显微镜、能量色散X射线光谱仪、X射线衍射仪(XRD)分析了熔覆涂层的组织结构、元素分布以及物相,利用MM-2000高速摩擦试验机研究了高速车轮材料激光熔覆处理前后轮轨材料的摩擦磨损性能。结果表明:激光熔覆处理能有效改善车轮材料的抗磨损性能,熔覆涂层主要由γ-Fe、Cr7C3碳化物以及含铁固溶体等物相组成,涂层组织主要以树枝晶和共晶为主;车轮合金涂层的磨损速率相比基体材料降低了51%左右,车轮熔覆铁基合金后的轮轨磨损机制主要表现为轻微的磨粒磨损和氧化磨损。     

纳米CeO_2颗粒对Ni基合金激光熔覆涂层界面组织与高温热腐蚀性能的影响

研究了采用压片预置式激光熔覆工艺,添加适量纳米CeO2颗粒,利用NiCoCrAlY合金粉末在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,对熔覆层界面组织进行了显微分析,进行了1000℃高温熔盐热腐蚀性能试验。结果表明,添加适量纳米CeO2颗粒的Ni基合金激光熔覆涂层组织明显细化、致密,裂纹等缺陷得到有效抑制;熔覆层在高温熔盐中腐蚀后出现的隆起和剥落现象轻微,腐蚀层的深度明显减小;纳米CeO2颗粒对Cr2O3膜的碱性溶解有一定的抑制作用;合金的抗高温热腐蚀性能显著提高。     

WC-Co添加量对激光熔覆镍基涂层微观结构及摩擦学性能的影响

为了使激光熔覆镍基耐磨涂层得到更广泛的应用,通过激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了NiCrBSi/WC-Co镍基涂层,研究了WC-Co添加量对涂层微观结构及摩擦学性能的影响。结果表明:随WC-Co添加量的增加,镍基涂层的结构由枝晶和枝晶间的共晶逐渐向球状晶和块状晶转变,涂层的硬度和耐磨性增加。     

纳米SiCp增强NiCoCrAlY涂层的组织和抗氧化性能

为了研究纳米SiCp对NiCoCrAlY涂层的组织和抗氧化性能的影响,采用激光熔覆技术在镍基高温合金表面制备了4种不同含量纳米SiCp增强的NiCoCrAlY熔覆涂层,考察了它们的组织及其在1050℃下的等温氧化行为,并初步分析了纳米SiCp的影响机制.结果表明,加入纳米SiCp涂层的组织和抗氧化性能较未加纳米颗粒的涂层均得到了不同程度的改善.其中,添加质量分数1%的纳米SiCp对涂层组织和抗氧化性能的改善作用最为显著.纳米SiCp的加入,不仅改变了界面处的结晶形态,而且细化了熔覆层的组织.熔覆层组织的细化对提高涂层的抗氧化性能有着积极的作用.     

船用钛合金及钛合金粉末冶金技术

本文介绍了钛合金在舰船行业的应用现状和钛合金的几种制备方法,并重点介绍了钛合金粉末冶金技术及钛合金粉末冶金工艺现阶段面临的主要困难。     

d电子合金理论及其在合金设计中的应用

本文介绍了近年来发展起来的d-电子合金理论及其在合金设计中的应用。该理论以分子轨道计算为基础,导出表征合金元素电子结构的基本参数后,对合金的各种行为加以合理描述。是迄今为止少数几种可用于指导实用型合金设计的理论之一。可根据实际要求设计各种具有特殊性能的合金。     

含硅合金熔体对TiAl基合金表面改性的研究

使用含硅合金熔体对TiAl基合金进行了表面渗硅处理，渗硅处理温度范围是：913－1053K，实施发现，TiAl基合金与Al-Si熔体之间发生了界面反应，界面生成以Si,Ti,Al三元素为主的灰白色基体和条状，小块状黑色相。表面处理后样品经1173K／100h高温氧化后，表层形成了Al2O3,SiO2等致密的氧化膜，并保留有稳定的Si-Ti-Al相，因而改善了表面氧化层结构，大大增强了TiAl基合金的高温抗氧化能力。     

镍铁合金电镀工艺

１引言 镍铁合金镀层含铁（２０％～４０％）,可节约部分镍,降低成本约３０％,镀层为蓝白色,结晶细致、有光泽,硬度为ＨＶ６００～６５０,耐腐蚀能力与镀镍相似。 本厂原镀镍件较多,为了降低成本,对电镀镍铁合金进行试验并取得成功,生产中使用单相全波整流电源,用电热棒加热,电接点式温度计和电子继电器控温,阳极为电解镍和工业纯铁板。２镀件组成和工作条件 硫酸镍 ８０ ｇ／Ｌ、氯化镍 ６０ ｇ／Ｌ、硫酸亚铁 ２０ ｇ／Ｌ、柠檬酸１０ ｍ／Ｌ、糖精 １ｇ／Ｌ、光亮剂（ＦＮ－８７１） ５ ｍ／Ｌ、温度 ５５～６５℃、电流密度…     

青铜合金成分与合金的阳极行为

铸造不同成分的铜锡合金，通过人为腐蚀，利用ＬＳＶ（电位扫描）、ＸＲＤ、ＳＥＭ等多种手段进行分析，结果表明：１）含Ｓｎ量为１０％左右的青铜器在酸性含Ｃｌ＾－环境中易产生晶间腐蚀生成粉状锈，而２０％￣４０％含Ｓｎ量的青铜合金无明显晶腐蚀现象出现；２）含Ｓｎ量高于１０％的合金，在ＮａＣｌ溶液中在低电位处出现欠电位阳极电流峰（ＵＰＣ），且形成Ｖ型ＣａＣｌ晶相的电极表面膜。在较正电位处，铜锡合金及纯铜出现主     

Zn-Fe-P合金电沉积工艺研究

采用电化学方法研究了Ｚｎ－Ｆｅ－Ｐ合金电镀液组成及工艺条件对镀层磷铁含量的影响,在最佳工艺条件下,可得到磷铁含量分别为０．１％左右和０．３％－０．７％的Ｚｎ－Ｆｅ－Ｐ合金镀层。腐蚀试验证明,经银白色纯化后的Ｚｎ－Ｆｅ－Ｐ合金镀层的耐蚀性能是Ｚｎ－Ｆｅ合金镀层的２倍以上。     

铝合金Ni-Co-P合金电镀工艺优化

在铝及其合金表面沉积Ni或Ni基合金,可以提高基体表面的硬度和耐磨性.通过正交试验,研究了铝硅合金基体上电镀Ni-Co-P镀层的工艺,得到了电流密度、镀液温度、pH值、电镀时间、镀液成分对镀层厚度、硬度、成分和沉积速率的影响规律,同时,还考察了镀层的耐磨性.结果表明:延长电镀时间、提高镀液温度和pH值时,镀层厚度和镀层硬度均增大;提高电流密度时,镀层厚度增大,但镀层硬度减小.提高电流密度、升高温度和提高pH值时,沉积速率增大.     

钛合金与铝合金异种金属钎焊的研究进展

钛合金在经济性和加工性方面不理想,导致其在实际工程应用中受限,而铝合金在某种程度上可以弥补这种缺陷,因此将钛合金和铝合金复合使用的构想应运而生。对钛合金和铝合金异种金属的可焊性进行了分析,以钛合金和铝合金钎焊为研究对象,重点论述了钛合金与铝合金钎焊连接所用的钎料及工艺等的国内外研究现状,并着重分析了Al基和Zn基钎料的润湿性、界面、钎缝组织及其优缺点。由相关文献分析可知,Al基钎料在真空、保护气氛或非真空外加辅助措施条件下对钛合金和铝合金都有良好的润湿性,但接头强度仍有待提高,金属间化合物较厚的问题需要通过优化钎料成分和焊接工艺进一步改善;Zn基钎料对钛合金的润湿性较差,但在适当的焊接工艺下可以获得力学性能较好的Ti/Al接头,剪切强度可达141MPa;使用Sn基和Cu基钎料获得的Ti/Al接头的力学性能低于Al基和Zn基钎料,且Sn基的钎料对两种母材的润湿性都较差,需要对母材表面进行预处理。     

铝及铝合金全光亮化学镀镍磷合金工艺优选

化学镀镶前的预处理对镀层性能非常重要,目前常用的预处理方法存在许多缺陷.为此,通过对各种预处理工艺的筛选,确定了适用于铭合金化学镀镍磷合金的条件预处理工艺并预镀中间层,然后在传统化学镀镶磷镀液中加入镀镍中间体和无机盐,组合出了一种新的全光亮化学镀镍磷合金工艺,探讨了镍液主要成分和工艺条件对沉积速度、镀层耐蚀性和外观质量...