载荷对镍基合金涂层高温磨损特性的影响

研究了一种镍基合金涂层在不同载荷下的高温干摩擦滑动磨损特性。结果表明,涂层磨损的主要方式是微犁削;室温磨损和低载下的高温磨损因涂层保持较高硬度、单位面积磨损体积小,高温高载下磨损因涂层磨损表层形成白亮层,磨损体积显著提高;磨损过程中涂层磨损表面覆盖的氧化物磨屑特别是致密的氧化物层对涂层起到保护作用。     

铬含量对镍基合金涂层高温氧化行为的影响机理

采用增重法对铬质量分数分别为30%和40%～45%的两种镍基合金涂层在500℃、650℃和800℃下的高温氧化行为进行了研究.并使用配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行了分析.发现铬含量对镍基合金涂层的抗高温氧化性能和氧化机理有着重要的影响.铬含量为40%～45%的涂层,其表面生成了连续的Cr2O3保护膜,具有相对较低的氧化速度.     

基于热力学的聚晶立方氮化硼刀具切削镍基合金的磨损机理

文章通过切削实验研究了聚晶立方氮化硼刀具切削镍基合金的磨损机理。运用热力学基本理论推导了物质吉布斯自由能函数法,并应用到刀具前刀面氧化磨损的分析中。计算了刀具表面极易发生的化学反应的吉布斯自由能,并分析得出了发生氧化磨损的主要氧化反应方程式。运用扩散第一定律分析了刀具发生扩散磨损的机理,得出了刀具前、后刀面扩散磨损过程发生机理的差异性。运用SEM扫描电镜对刀具表面进行了化学磨损分析。结果表明,刀具前、后刀面都发生了严重的氧化、扩散以及化学磨损,刀具表面发生了严重的放氮反应。研究内容可为加工镍基合金提高刀具寿命提供参考。     

基于UMAT子程序镍基合金高温蠕变行为分析

基于UMAT子程序建立了不同取向下镍基合金的试验模型,对其高温蠕变行为进行仿真分析和工艺试验。结果表明:所获得的仿真结果与工艺试验结果的误差符合工程应用要求,仿真分析过程可行且有效,对镍基合金高温蠕变行为的研究具有指导意义。     

不锈钢及镍基合金在高温水中的腐蚀研究

为了开发超临界水氧化技术和超临界水电力技术,研究了五种不锈钢和一种镍基合金在192、292和392℃高温高压水中的耐腐蚀性。结果表明：在试验条件下,所有的合金都表现出某种程度的不稳定性,均匀腐蚀轻微,点蚀是主要的腐蚀形式。相比较而言,高合金不锈钢Sanicro28和镍基合金Ni825在该环境中表现出较好的耐蚀性。     

一种含Re镍基合金在高温时效期间的组织演化

通过对一种含Re镍基合金进行1100℃长期时效处理及组织形貌观察,研究了时效处理对含Re镍基合金组织结构的影响.结果表明:元素W、Re可促进TCP相的析出.合金在1100℃长期时效期间,TCP相沿{111}晶面<110>方向以共格方式析出,在不同晶面多组针状TCP相可相互垂直、或互成60°角排列,并确定出析出的TCP相为μ相.在μ相析出的初始阶段,由于两相共格界面应变能的作用,使μ相沿γ′相的(111)晶面呈薄片状析出.随高温时效的时间延长,片状μ相增厚,两相界面失去共格,使晶格应变能降低;随后按界面能最小原理,μ相局部区域出现沟槽,可提高元素Re、W的化学位,其μ相不同区域的化学位之差促使元素扩散及μ相逐渐熔断,并直至发生球化,其中,两凸起μ相之间的界面张力σμ/μ是使μ相沟槽不断溶解加深及发生球化的驱动力.     

PCBN刀具切削镍基合金时的氧化与扩散磨损分析

通过切削试验研究PCBN刀具切削镍基合金的磨损机理,结合物质吉布斯自由能函数法分析了刀具前、后刀面氧化磨损的反应发生机理的差异性,得出发生氧化磨损的主要氧化反应方程式;并运用热力学溶解理论模型计算氮化硼在镍基合金不同元素中的溶解度,得出前、后刀面扩散磨损过程发生机理的差异性。结果表明:刀具的前、后刀面都发生严重的氧化磨损和扩散磨损,元素的扩散溶解加剧了扩散磨损的发生。      

典型耐热镍基合金抗高温氧化行为研究

通过高温循环氧化实验,研究了3种镍基合金在1095和1150℃的高温抗氧化行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了氧化膜表面形貌、氧化膜厚度及成分。结果表明:BSTMUF601合金的抗氧化性能优于Inconel601合金和Incoloy800H合金,Incoloy800H合金抗氧化性能最差。1095℃下合金的氧化动力学曲线呈抛物线规律,1150℃下Incoloy800H合金抗氧化性显著降低,试样氧化极为严重,温度低于1150℃时合金均体现出良好的抗高温氧化能力。BSTMUF601和Inconel601合金氧化后表面生成一层致密的氧化膜,经分析主要是Cr和Al的氧化物,且氧化膜外层以Cr的氧化物为主,氧化膜厚度接近50μm,Incoloy800H合金表面氧化层中以Fe的不同结构氧化产物为主。     

一种单晶镍基合金的高温蠕变损换

测定了「００１」取向单晶镍基合金的蠕变曲线,并利用ＳＥＭ和ＴＥＭ对蠕变后期的微观组织结构进行了观察。     

添加WC对镍基合金激光熔敷层硬度及腐蚀磨损行为的影响

探讨了添加ＷＣ的镍基合金Ｇ１１２激光熔敷层的性能，结果表明，添加２０％ＷＣ的激光熔敷层的硬度ＨＶ０．２比末添加的提高近一倍，在酸性介质中的耐蚀性有所降低，但腐蚀磨损性能却得到大改善，其腐蚀磨损机制在低冲击速度下，由犁削磨损，坑穴腐蚀及应力腐蚀变为犁削磨损为主，在高冲击速度下，两者的腐蚀磨损机制趋于一致，均为犁削磨损为主，伴以抗穴腐蚀及应力腐蚀。     

Ni-Cr-Mo-S合金的自润滑机理

研究了Ni—Cr—Mo—S合金的自润滑机理。结果表明：合金的显微组织主要是由金属基体和硫化物相与Ni(Cr)合金形成的共晶体两部分构成。随着温度的升高，Ni—Cr—Mo—S合金的摩擦因数逐渐降低；合金材料中生成的共晶体在摩擦面的温度作用下可以变软或熔化形成具有转移性的自润滑膜。在实验的高温下，MoO3和NiO也参与了润滑作用：随着温度的上升，MoO3所起的固体润滑作用逐渐减小，NiO所起的固体润滑作用逐渐增大。在室温摩擦时，轻微粘着磨损为主要磨损形式；在高温摩擦时，磨粒磨损为主要磨损形式，同时也会出现氧化磨损。     

等离子熔覆Mo/Ni基合金涂层的组织结构及耐磨性能

应用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)以及滑动磨损实验,研究不同Mo加入量对等离子熔覆镍基合金涂层组织结构和性能的影响。结果表明,熔覆层主要是由面心立方结构的(γNi,Fe)固溶体、六方结构的M7(C,B)3和四方结构的Cr2B等物相构成,在镍基固溶体中存在明显的成分偏析。Mo的加入没有改变熔覆层的相结构,但硼碳化物的相对含量却有所提高,成分偏析逐渐减弱,直至消失,并且促进了等轴晶的形成。Mo的加入可以提高熔覆层的耐磨性能,当其加入量在6%以内时,随着Mo加入量的提高,熔覆层的耐磨性逐渐提高。但是,当加入量达到8%时,耐磨性能开始降低。     

Monel合金表面激光熔覆镍基合金的组织及摩擦磨损性能

利用激光熔覆技术在Monel 400合金表面制备了镍基合金改性层.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销一盘磨损试验机对镍基合金改性层的组织形貌、成分、结构、硬度及摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,Monel合金表面镍基合金改性层的组织主要由γ-Ni固溶体、多元共晶体及一些初生沉淀相组成.选择优化的激光辐照工艺进行激光熔覆处理,可获得性能优异的镍基合金改性层,与Monel 400合金基材相比,镍基合金激光改性层的显微硬度是基体的7倍,摩擦系数明显降低,相对耐磨性提高了8.6倍.     

Solidification of Be-free Ni-based dental alloy

A novel, Nb- and Si-rich and Be-free Ni-based alloy was cast by two methods of investment casting and continuous casting to study the microstructure evolution during solidification and its mechanical properties. The solidification of the alloy started with the primary crystallization of FCC-γ, followed by a binary eutectic reaction, with the formation of a heterogeneous constituent: FCC-γ+G-phase, which replaced the low-melting eutectic (FCC-γ+NiBe) in the Be-bearing alloys. AlNi₆Si₃ and γ′ formed during the terminal stages of solidification by investment casting, while the formation of AlNi₆Si₃ was suppressed by continuous casting. The Scheil solidification model agreed very well with the experimental results.     

TiAl合金激光熔覆复合材料涂层耐磨性研究

利用预涂NiCr-Cr3C2复合粉末对γ-TiAl合金（简称TiAl合金）进行激光熔覆处理,制得了以Cr7C3、TiC硬质相为耐磨增强相,以γ-NiCrAl镍基固溶体为基体的复合材料涂层,研究了原始TiAl合金和激光熔覆涂层的室温和高温（600℃）滑动磨损性能,并讨论了原始TiAl合金和所制备涂层的室温和高温滑动磨损机理。结果表明：激光熔覆复合材料涂层均具有较好的室温和高温滑动磨损耐磨性。室温下涂层的耐磨性先随着其中硬质耐磨增强相体积分数的增加而提高,但当耐磨相体积分数过高时,由于涂层脆性增大,其耐磨性反而下降。     

镍基合金电子束熔覆表面改性及高温耐磨性研究

利用电子束在Inconel 617高温合金表面熔覆WC-CoCr复合涂层,设计正交试验分析了工艺参数对熔覆层的影响,研究了优化后涂层的组织与性能.结果表明,电子束扫描束流对熔覆质量特性影响最为显著,优化工艺下获得的熔覆层与基体合金相互扩散并形成良好的冶金结合,熔覆层内出现了WC、CoCr、(Fe,Ni)C6、Fe3W3...     

BNi68CrWB钎焊K24/GH648异种高温合金的界面形成机理

采用BNi68CrWB钎料粉末对K24和GH648异种高温合金进行钎焊连接,分析了接头典型界面组织,提出了钎焊过程反应机理.结果表明,接头由共晶区、等温凝固区和扩散区组成.共晶区由WB,CrB和镍基固溶体组成,等温凝固区为镍基固溶体,GH648侧扩散区由WB,W_xB_y,Cr_xB_y,以及沿晶界析出的镍基固溶体和少量的Cr₂Ni₃相组成,K24侧扩散区与母材差异不明显.钎焊过程由元素富集、母材溶解、等温凝固和共晶凝固四个阶段组成.其中等温凝固阶段是钎焊过程中最关键的阶段,等温凝固不完全时,钎缝中央存在共晶组织,影响接头性能.钎焊温度1 150℃,保温120 min时,等温凝固完全,接头组织均匀,力学性能最优,室温拉剪强度可达323 MPa.     

镍基合金表面激光熔覆钴基合金涂层的耐磨性能

为了提高涡轮叶尖端部的耐磨性能,以钴基合金粉末为涂层原材料,利用CO2激光器,在镍基合金表面上熔覆了优质耐磨涂层.采用销盘式摩擦磨损试验机进行了镍基合金及激光熔覆涂层的干摩擦磨损试验.试验结果表明,镍基合金的平均摩擦系数为0.48,钴基合金涂层的平均摩擦系数为0.30,钴基合金涂层的平均磨损量低于镍基合金材料,说明钴基合金涂层具有较高的耐磨性.     

Dry friction and wear characteristics of MoSi2 against alloy steels

The dry friction and wear characteristics of three kinds of friction couples under different loads, MoSi2/45 tempered steel, MoSi2/45 quenched steel, and MoSi2/CrWMn steel, were investigated by using a friction and wear     

Ni基合金基体激光熔覆Co基合金涂层的微观组织与性能

利用CO2激光热源在Inconel 600镍基合金基体上熔覆制备了纳米稀土Y2O3/Co-Cr-W系钴基合金涂层,并对涂层的组织及性能进行了分析。结果表明,Co基合金激光熔覆涂层由界面熔合区、柱状枝晶区及熔覆金属中心胞状区3个区域构成。稀土Y2O3/Co-Cr-W系钴基合金复合涂层距离表面2 mm左右显微硬度最高,为938.9 HV,而Inconel 600基体显微硬度只有362.0 HV。钴基合金涂层的耐磨性也大大高于基体组织,磨损40 min时磨损量为0.7 mg,只有基体组织的2.73%。