稀土对激光熔覆Co基合金组织及性能的影响

为了提高热镀锌生产线关键部件的使用寿命,采用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了具有不同稀土氧化物含量的Co基熔覆层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计研究了稀土氧化物对Co基合金熔覆层显微组织、相结构、显微硬度的影响.结果表明,稀土氧化物使得Co基合金熔覆层的组织更为细化,且硬度更高.添加质量分数为0.5%的CeO_2后,Co基合金熔覆层的显微硬度高达900 HV.Co基稀土合金熔覆层主要由γ-Co、Cr_7C_3及相应稀土氧化物组成.稀土氧化物的加入有效延缓了由锌液沿微裂纹扩展引起的溶解腐蚀.添加质量分数为0.5%的CeO_2后,Co基合金熔覆层的腐蚀深度约为12μm,锌蚀过渡层平直且完整,耐锌蚀性优异.     

激光熔覆Co基合金/MoSi_2复合涂层显微组织分析

在304不锈钢表面预置Co基合金和MoSi2混合粉末,采用激光熔覆技术制备Co基合金/MoSi2复合涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X衍射仪对熔覆层显微组织进行分析,并测试其显微硬度.结果表明熔覆层与基体呈良好的冶金结合.熔覆层中存在两种明显不同的凝固特征：一是MoSi2的添加量在0～20%之间,涂层组织主要由柱状树枝亚共晶和枝晶间共晶组成;二是MoSi2的添加量在30%～80%之间时,涂层组织主要是形貌各异的小平面树枝过共晶组成如竹叶状、星状、蝴蝶状、花瓣状等.其中Co基合金/40wt.%MoSi2复合涂层的平均显微硬度达到最大值1 455 HV0.2,是基体材料的4.9倍.     

316L不锈钢激光熔覆层的组织及硬度分析

在304不锈钢表面预置316L不锈钢粉末,采用CO2激光器熔覆制备316L粉末涂层.观察了激光熔覆表面形貌的成形质量,研究了不同工艺参数对熔覆层微观组织、显微硬度和材料成分的影响.结果表明:熔覆涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;熔覆层是由细小等轴晶和柱状晶组成,且当激光功率为1.5 kW时,奥氏体晶粒更加均匀、细小;激光功率对熔覆层的显微硬度影响不大,激光熔覆前后,组织成分(质量分数,全文同)没有明显变化,316L不锈钢熔覆粉末适用于304不锈钢基材的修复.     

高能脉冲类激光熔覆镍基合金层的组织及性能

为了提高304不锈钢表面的综合性能,采用高能脉冲类激光熔覆沉积技术在304不锈钢表面制备了镍基合金熔覆层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、销-盘磨损试验机与电化学测试系统对镍基合金熔覆层的显微组织、相结构、耐磨损性能和电化学腐蚀性能进行了研究.结果表明,镍基合金熔覆层与304不锈钢基材呈良好的冶金结合,熔覆层的相对耐磨损性为304不锈钢基材的4.4倍.熔覆层组织由γ-Ni基体相、Ni_3Mo、Fe_7Mo_3和Cr_(23)C_6碟状增强相与不规则棒状增强相组成.增强相是提高耐磨损性能的主要原因,增强相与基体相的电极电位差是导致腐蚀电流密度增加的主要原因.     

Q235钢表面等离子弧熔覆自粘结镍基WC的研究

在Q235钢基体上采用等离子弧熔覆自粘结镍基WC合金粉末,制备具有冶金结合的复合熔覆层.采用OM、SEM、EDS研究了熔覆层的组织,利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度分布.结果表明:熔覆层中WC颗粒全部熔解,熔覆层与钢基体形成冶金结合,熔覆层硬度达470 HV,熔覆层主要强化机制是碳化物的弥散强化,W、C、Cr等合金元素溶入γ-Ni(Me)中产生的固溶强化.     

单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10 kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明：激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.     

工具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织及性能

通过送粉式激光熔覆在碳素工具钢(T10钢)表面制备了Co基合金熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析其微观结构和相组成。结果表明:熔覆层中主要有γ-Co相以及其他相,包括Cr23C6、Co7W6和CrNi。从熔池与基体界面到熔覆层表面存在不同的凝固形态,依次为平面晶(在界面处)、胞状晶和树枝晶。微观组织较细的树枝晶强化了熔覆层,因而激光熔覆层的显微硬度增加,耐腐蚀性提高。     

Ni基合金表面激光熔覆Co基合金的组织与性能

用同步送粉法，在Ni基合金表面上制取了Hoegan aes Co基合金（HMSP 2537）的激光熔覆层。利用金相显微镜，扫描电镜，X射线衍射仪，显微硬度计对熔覆层的组织，相结构，硬度进行了分析和测试。结果显示，熔覆层的不同区域组织及性能不均匀；激光输入功率增大，枝晶间距增大，硬度降低。     

H13钢激光熔覆钴基复合涂层的组织及耐磨性

采用5kW连续CO_2激光器,在H13热作模具钢表面进行激光熔覆Stellite-6(简称St6)、St6+5%WC、St6+5%WC+1%RE钴基合金复合涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及磨损试验机,对熔覆层的显微组织、元素分布、相组成、显微硬度及磨损性能等进行了系统研究。结果表明,激光熔覆层与基体为冶金结合,各熔覆层的基体相组织为γ-Co、γ-Ni,增强相组织均包括Cr-Ni-Fe-C、(Mn,Cr)_7C_3、Cr_(23)C_6等相,此外,St6+5%WC和St6+5%WC+1%RE熔覆层的增强相中增加了WC、W_2C和SiC相;熔覆层显微硬度HV_(0.2)为560~710HV;摩擦磨损试验结果表明,在相同条件下,耐磨性能由高到低依次是St6+5%WC+1%RE、St6+5%WC、St6、H13钢。     

激光熔覆制备TaC/FeCoCrNiTiMo熔覆层组织性能研究

采用激光熔覆技术在45#钢表面制备添加碳化钽(TaC)纳米颗粒的FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层,利用X线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）及显微硬度计分析测试熔覆层相结构、组织形貌及截面硬度. 研究表明,在FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层中添加TaC纳米颗粒后,其相结构以体心立方结构的FeCrNi固溶体和面心立方结构的NiCrCoMo固溶体为主,并含有极少量的金属间化合物,熔覆层维氏硬度（HV）达到1058.89 ,是基材硬度的两倍.     

类激光熔覆Stellite合金沉积层的组织及磨损性能

为了进一步提高316不锈钢的表面性能,采用类激光熔覆技术在316不锈钢表面制备了Stellite合金沉积层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计与销盘磨损试验机,研究了Stellite合金沉积层的微观组织、化学成分、显微硬度及摩擦磨损性能.结果表明,Stellite合金沉积层主要由γ-Co和M_(23)C_6相组成.沉积层组织依附于316不锈钢基体的界面呈外延生长,由界面至表面依次呈平面晶、柱状晶和胞状树枝晶形态,且越靠近表面组织越细小.Stellite合金沉积层的最高硬度可达650 HV.在摩擦磨损过程中摩擦系数随着法向载荷的增大而减小,磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.     

CO_2激光熔覆镍基合金粉末的组织和性能

为了提高核发电成套设备的阀体性能,采用CO_2激光器在SUS316LN奥氏体不锈钢表面熔覆了镍基合金粉末.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪、X射线衍射仪、能谱分析仪、显微硬度计和磨损试验机等对熔覆层的组织和性能进行了研究.结果表明,从熔覆层熔合线到表面的组织依次由平面晶生长区、亚共晶区,共晶区与过共晶区组成.亚共晶组织的初晶相由γ-Ni相组成,而过共晶组织的初晶相由Cr B和Cr7C3相组成.CO_2激光熔覆层具有较高的维氏硬度和耐磨性能,且其裂纹断口形貌属于解理断裂.     

激光熔覆Co基合金应力场的数值模拟

为了分析co基合金熔覆过程的应力场,建立了激光熔覆预置co基合金粉末过程的三维模型,考虑温度变化对热物理参数的影响以及表面对流换热和辐射散热等影响因素,使用SYSWELD软件分析了激光熔覆过程中的应力场,并进行了试验验证。结果表明：通过比较分析扫描速度为5mm／s的涂层获得良好的冶金结合;工件残余应力均为拉应力,且最大值出现在z向距表面约2mm处,最大变形量出现在工件的边缘位置;随扫描速度的增加,工件的残余应力和变形均明显减小,这说明在其它工艺参数一定的前提下,适当降低扫描速度,能有效减小熔覆层的应力集中,获得质量优异的涂层。模拟结果为激光熔覆过程的工业化提供了理论依据。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Ti-C涂层的显微组织和性能

为了提高镁合金的耐磨损性能,使用1kW脉冲激光在镁合金基体上熔覆Al-Ti-C混合粉末(粉末中质量比Ti∶C=1∶1,Al质量分数为20%～40%)。使用的激光能量密度分别为1.67、1.89、2.20、2.65和3.14×109W/m2,扫描速度在0.5～2.5mm/s内变化;对在不同激光工艺参数下获得的熔覆层微观组织进行了观察,并对其硬度和耐磨损性能进行了检测。结果表明:当粉末中Al的质量分数为40%,激光扫描速度为1.0mm/s,激光能量密度为2.20×109W/m2时,表面硬度可达到HV210,耐磨损性能约为未处理表面的4倍左右。     

EA4T钢表面激光熔覆Fe-Cr-Ni涂层的组织与性能

通过激光熔覆技术对损伤车轴EA4T钢表面进行修复,利用光学显微镜、扫描电镜和X线衍射方法分析修复层的显微组织结构,利用万能拉伸试验机和应力测试仪测试修复层和基体的结合性能及残余应力。研究结果表明:修复层显微组织主要由γ-Fe固溶体、BNi₃、M₇C₃和Fe₃C组成,热影响区为上贝氏体和呈网状分布的铁素体组织,修复层和基体的结合区主要由平面晶、柱状晶和树枝晶组成,修复层顶部区域其组织主要以交叉树枝晶为主;激光熔覆后的EA4T钢的抗拉强度升高,但屈服强度和常温U型缺口冲击性能降低;整个修复层中残余应力较大,呈拉应力状态分布,而基体区域呈压应力状态分布。