基于分形路径粉末等离子喷焊层的组织与硬度

采用粉末等离子喷焊工艺对热锻模表面进行修复与再制造,可大幅提高热锻模的使用寿命与经济性。鉴于粉末等离子喷焊层的组织和性能不均匀问题,采用S形路径和Hilbert分形路径对镍基合金粉末等离子喷焊工艺进行了研究,比较了两种路径对镍基合金等离子喷焊覆层的金相组织与硬度的影响。结果表明,与S形路径相比,Hilbert分形路径下的喷焊层组织更加一致,晶粒尺寸更加均匀,显微硬度差别更小。     

等离子弧喷焊镍基合金对喷焊层硬度的影响

以提高基体材料喷焊层的硬度及耐磨性为目的,使用等离子弧喷焊技术对基体材料(Q345C低合金钢)进行焊接,对于DG.Ni60B镍基合金粉末,选用100,150 A转移弧电流对其进行喷焊。而对于DG.Ni60WC25镍基合金粉末,则在100,150,170,200 A转移弧电流下进行喷焊。结果表明,当使用同一种镍基合金粉末喷焊时,喷焊层最大硬度值和耐磨性随转移弧电流增大而降低。在相同转移弧电流条件下,添加硬质复合材料(碳化钨,WC)镍基合金粉末DG.Ni60WC25焊层的硬度和耐磨性明显高于未添加硬质复合材料镍基合金粉末DG.Ni60B的焊层。试验得出:等离子弧喷焊时,随着转移弧电流的增大,会使喷焊层表面耐磨性减小。但在DG.Ni60B镍基合金粉末中加入硬质相WC之后,对其复合合金粉末进行喷焊,可使转移弧电流对焊层表面耐磨性的影响程度降低。同时,在喷焊层和基体材料结合界面之间出现较大的硬度值,甚至在界面处可获得硬度的最大值。     

等离子弧喷焊镍基合金层组织及耐磨性试验研究

在16Mn钢表面等离子弧喷焊自熔性镍基合金喷焊层（Ni60)及加入w(WC)25％的镍基合金喷焊层（NWC25），对两种合金喷焊层进行了显微组织，X射线衍射分析，硬度及不同腐蚀介质下的腐损试验。结果表明，合金喷焊层显微组织均为γ固溶体基体和各种化合物相，如Fe23(C,B)6,(Cr,Fe)7C3,Cr7C3,NiB,WC等。NWC25喷焊层具有较高的硬度，在腐蚀介质中耐磨性明显高于Ni60，合金喷焊层在弱酸碱介质中的耐磨性比在中性水中都有所降低，在酸性介质中降低较为明显。     

铁基合金等离子弧喷焊层组织及耐磨性研究

使用PT-40002ST型等离子弧喷焊设备,在45钢表面制备含有不同含量WC颗粒的铁基合金粉末喷焊层,并分别对喷焊层进行显微组织观察、显微硬度测试及摩擦磨损试验。研究结果表明:随着WC含量的增加,第二相增多;喷焊层的平均显微硬度较45钢的提高约2.5倍,且喷焊层表层硬度先提高后降低;当铁基合金粉末中w(WC)为10%时,喷焊层表层的显微硬度值最高,且耐磨性最好,耐磨性较不加WC时提高了约1倍,磨损机理以黏着磨损和磨粒磨损为主。     

氧乙炔火焰喷焊合金层组织与性能的试验研究

利用火焰喷焊法在16Mn钢表面得到铁基合金喷焊层和镍基合金喷焊层，并对两种合金层进行了显微组织，X射线衍射，硬度和腐蚀介质下的耐磨性以及热疲劳性能试验。结果表明，上述两种合金层组织都具有亚共晶型枝晶生长特征，但铁基合金层枝晶发达，镍基合金层枝晶细小均匀，合金喷焊层均由γ固溶体和各种化合物硬质相所组成，焊态时镍基合金层比铁基合金层的硬度和耐磨性高，时效处理后铁基合金层的硬度和耐磨性都明显增加，镍基合金层却略有降低；合金喷焊层在HCl介质中的耐磨性小于在中性水中的耐磨性，镍基合金层比铁基合金层具有较好的抗热疲劳性能；时效处理能改善合金层的抗热疲劳性能。     

分体等离子弧喷焊接头形貌及力学性能分析

为扩大等离子弧喷焊技术应用领域,提出分体等离子弧喷焊技术,对工件热量来源进行分析,在Q235钢表面依次制备WF372高铬铁基合金涂层,采用激光共聚焦显微镜、显微维氏硬度计分别对接头宏观形貌和典型接头硬度进行分析。结果表明,传统等离子弧喷焊接头的热影响区随着电流、送粉量的增加和预热温度的提升而扩大,而分体等离子弧喷焊接头的热影响区随着分离电子流的增加而缩小。分离电子流40 A时喷焊层的平均显微硬度为HV 711,而130 A电流全部流经母材时喷焊层的平均硬度为HV 548,热影响区的硬度高于母材硬度。     

等离子喷焊工艺研究

采用正交试验方法对Ｆｅ０７、Ｆｅ９Ａｔ等铁基合金粉末的等离子喷焊工艺参数进行了研究，并找出了最优值。对铁基合金粉末的喷焊层组织与性能进行了金相分析、硬度试验以及电子探针测量基体与喷焊层界面的合金元素分布。本文对于提高等离子喷焊质量及探讨喷焊层的强化机理具有理论与实际意义。     

TA1纯钛表面镍基喷焊层的组织和磨损性能

利用等离子喷焊技术在TA1纯钛表面制备了镍基耐磨喷焊层,研究了喷焊层结构、显微组织和显微硬度以及摩擦磨损性能。结果表明:喷焊层由过渡层和强化层组成,焊层与基体间形成了基于原子扩散的冶金结合界面及以树枝晶为主的过渡层。喷焊层的组织主要由γ-Ni固溶体,γ-Ni(Ti)固溶体以及TiC、Cr_7C_3、Ni_3B和TiB_2等硬质相组成。强化层为韧Ni基体+硬质相耐磨组织,硬度(HV_(0.5))在8300~9070 MPa之间,较基体高出7000 MPa。喷焊层主要合金元素的扩散、显微组织变化及显微硬度沿层深方向的分布具有连续性和渐变性。与基材TA1对比试验表明,喷焊镍基合金后摩擦系数降低,耐磨性明显提高,喷焊层磨损面呈轻微的磨粒磨损特征。     

等离子喷焊镍基合金耐磨性能研究

采用等离子弧喷焊技术在不同转弧电流下喷焊DG.Ni60A和DG.Ni60WC25两种镍基合金粉末,对各喷焊层进行了硬度和耐磨性分析。试验结果表明,转弧电流大小对喷焊镍基合金层的耐磨性影响较大,喷焊DG.Ni60A合金粉末时,转弧电流为100 A时的试样磨损量为0.090 57 g,转弧电流为150 A时的试样磨损量高达1.116 17 g,相差10余倍。喷焊DG.Ni60WC25合金粉末时,转弧电流为100 A时的磨损失质量仅为0.018 83 g,转弧电流为200 A时的磨损失质量高达0.744 97 g,相差约40倍。镍基合金中加入WC,在一定条件下可以提高喷焊层的耐磨性能;转弧电流为150 A时,未添加WC硬质相的DG.Ni60A合金粉末喷焊层的磨损失质量高达1.116 17 g,而添加了WC硬质相的DG.Ni60WC25合金粉末磨损失质量为0.018 83～0.744 97 g。     

纳米CeO2对铁基合金喷焊层组织和耐磨性的影响

采用等离子弧喷焊技术在Q235钢表面喷焊含纳米CeO2的铁基自熔性粉末。对喷焊层进行了显微组织、硬度和耐磨损性能的测试。结果表明,添加和未添加纳米CeO2的铁基合金喷焊层的主要组成相均为γ-（Fe,Ni）和（Cr,Fe）7C3,添加5.0%纳米CeO2的喷焊层中出现了（Cr,Fe）3C2相。此外,加入适量纳米CeO2可细化喷焊层的显微组织,提高喷焊层的硬度和耐磨性,磨损机制由黏着磨损转变为磨粒磨损。     

预热对X65钢管内表面等离子弧喷焊层组织与性能的影响

分析了预热工艺对X65钢管内表面等离子弧喷焊层组织和性能的影响。随着预热温度的提高，喷焊层显微组织中一次碳化物、硼化物略有长大，从母材向喷焊层内生长的γ枝品由发达直至消失，喷焊层中心的显微硬度也明显提高。     

镍基喷焊层的抗气蚀性能研究

用火焰喷涂法在低碳不锈钢表面制备镍基合金涂层.借助光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磁致伸缩气蚀仪等设备研究涂层的组织、结构和性 能,并利用扫描电子显微镜对气蚀形貌进行了跟踪观察.结果表明：Ni60喷焊层组织较细,显微硬度远远高于Ni25喷焊层,Ni60喷焊层抗气蚀性能和Ni25喷焊层相比有明显提高.     

WFLC-11钴基合金激光熔覆层组织及性能评价

对自主开发的WFLC-11激光熔覆专用钴基合金粉末激光熔覆层与Stellite-6合金等离子喷焊层的组织与性能进行了比较研究。结果表明，激光熔覆层组织细小、均匀，致密性好，高温硬度更高，其显微硬度、耐腐蚀性能、抗擦伤性能优于Sellite-6合金等离子喷焊层。     

不同砂轮磨削热喷焊镍基合金的效果

随着热喷涂技术的推广应用,热喷焊镍基合金的零部件越来越多。热喷焊镍基合金作为一种难磨材料,国内外许多科技工作者对其可磨加工性进行了研究。我们在热喷焊镍基合金磨削中,对如何提高磨削效率、砂轮耐用度、改善工件表面粗糙度的问题,进行了试验研究。 试件 镍基合金随着硬度值增加,其磨削难度愈大,我们选择了较难磨削的HRC55以上高硬度热喷焊镍基合金试件。试件表面喷焊一层硬度HRC55～58牌号Ni55的镍基合金,喷焊层     

等离子弧喷焊铜基合金的组织和耐磨性

采用等离子弧喷焊技术，在Q235钢表面制成熔敷低磷锡青铜和镍基合金混合粉末的喷焊层。利用金相、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对喷焊层和结合层的组织进行研究，同时测试了喷焊层的硬度和耐磨性。结果表明，喷焊层与基体是冶金结合，结合线清晰。熔敷合金稀释率低。喷焊材料为铜基合金DGCul50时，喷焊层含有α—Cu相，δ相，ε相和Cu3P。喷焊材料为铜基合金DGCul50 适量镍基合金DGNi50A时喷焊层主要含有α—Cu相，δ相，ε相，Cu3P，γ—Ni，Ni2B，CrB，(Fe，Ni)23C6，(Cu，Ni)23C6和Fe5Si2B2。随加入铜基合金粉末中的镍基合金粉末量的增加，喷焊层与基体之间的结合层加厚，喷焊层的硬度和耐磨性显著提高。     

直流横向磁场作用下钴基合金的组织及性能

为了提高堆焊层的性能,研究直流横向磁场对等离子弧堆焊层的组织和性能的影响.在低碳钢表面进行钴基合金粉末等离子弧堆焊时施加直流横向磁场,焊后对堆焊层进行硬度、磨损、显微组织以及X射线衍射分析,并系统地分析直流横向磁场对等离子堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,施加磁场时堆焊层性能比无磁场时堆焊层性能好.当堆焊电流为1...     

金属基陶瓷复合等离子弧堆焊层组织与耐磨性能

等离子弧堆焊镍基钴基合金粉末时外加纵向磁场,对两种合金陶瓷复合堆 焊层进行硬度和磨损试验及显微组织分析.结果表明,施加磁场时的堆焊层性能比无 磁场作用的堆焊层性能高.钴基合金的最佳焊接电流和磁场电流分别为160 A和3 A. 此时堆焊层组织晶粒细化效果最明显;而镍基合金为140 A和1 A,此时堆焊层Cr7G3截 面的六角形陶瓷硬质相数量最多且均匀分布,说明Cr7G3硬质相的轴向平行方向一致, 因而硬度和耐磨性最好.随着磁场电流的继续增大,由于电磁阻尼占主导地位,这两种 合金的性能均下降.     

15CrMo钢表面熔覆Ni-Cr-B-Si合金层的组织及性能

采用火焰喷涂的方法在15CrMo钢表面预置一层约0.4 mm厚的Ni-Cr-B-Si合金层,然后利用微束等离子弧作为热源进行重熔.通过试验深入分析了熔覆层与基材的结合界面、显微组织及成分分布情况,测试了熔覆层的显微硬度、耐磨性及抗腐蚀性等,并与基材进行了对比.结果表明,通过火焰喷涂+微束等离子弧重熔方法相结合制备的Ni-Cr-B-Si熔覆层,组织致密,界面清晰,成分过渡平缓,与基体达到良好的冶金结合;在优化工艺参数下熔覆层表面形成大量的等轴晶;由基材到熔覆层显微硬度呈阶梯分布,与基材220 HV0.025相比,熔覆层显微硬度提高到500～750 HV0.025,耐磨性也得到显著提高;电化学试验结果表明,在3.5%的NaCl腐蚀溶液中经微束等离子弧熔覆的镍基合金涂层的耐蚀性明显高于基材.     

Ni对Co基合金喷焊层组织与性能的影响

借助光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和磨粒磨损试验机等设备,研究了Ni对Co基合金等离子喷焊层组织和性能的影响。结果表明:Co基合金喷焊层组织主要由γ-Co、CoC_x、C_4Ni_(15)W和Cr_(23)C_6相组成,组织粗大;Ni的添加并未改变喷焊层物相种类,但C_4Ni_(15)W和Cr_(23)C_6等硬质相增多,晶粒明显细化,同时喷焊层硬度和耐磨性得到提高。     

TiC对铁基合金喷焊层组织与性能影响

目的研究不同TiC添加量对铁基合金喷焊层组织与性能的影响。方法采用等离子喷焊技术在Q235表面制备了铁基合金喷焊层,借助X射线衍射分析、金相显微镜、显微硬度计以及磨粒磨损试验设备,分别对喷焊层的物相、显微组织、显微硬度、耐磨性能进行测试。结果未添加TiC的喷焊层主要由马氏体、奥氏体、(Fe,Cr)_7C_3、(Fe,Ni)固溶体等物相组成,加入不同含量的TiC后,出现了TiC、TiB_2等新物相,但各试样的衍射强度均存在相应程度的降低,某些区域的衍射峰甚至消失。随着TiC含量的增加,喷焊层的硬度和耐磨性增加,但硬度和耐磨性能在TiC添加量达到一定程度(w_(TiC)3.0%)时反而降低。当TiC添加量为3%时,喷焊层的组织致密,晶粒细化,TiC弥散分布,其颗粒对喷焊层组织产生了弥散强化和细晶强化作用;显微硬度可达843HV_(0.5),较未添加TiC喷焊层提高了约300HV_(0.5),其相对耐磨性较Q235钢提高了约12倍,显微硬度与耐磨性得到显著提高。结论添加适量的TiC颗粒,可使金属基体与硬质相达到良好匹配,从而确保了喷焊层的高硬度和良好的耐磨性能。