铝合金表面激光熔覆原位自生TiB颗粒增强耐磨涂层的研究

在铝合金LY12表面激光表面熔覆原位自生TiB颗粒增强耐磨涂层.采用SEM、TEM和XRD对涂层的显微组织和物相组成进行观察分析.激光熔覆Al-Ti-Fe-B复合涂层相组成为α-Al,Tib,Al3Ti以及Al3Fe.熔覆涂层的显微硬度随着涂层中TiB含量的增加而明显增加,涂层最高硬度可达900HV0.2.磨损试验结果显示,熔覆涂层的磨损失重随TiB含量的增加而减少.通过对试样的磨损形貌观察,对比分析了涂层与基体铝合金的磨损机理.     

激光熔覆原位自生TiC-VC颗粒增强Fe基金属陶瓷涂层

采用钛铁、钒铁、石墨等组分,利用5 kW横流CO2激光器,氩气保护在低碳钢板上制备了致密、无孔隙与基体呈冶金结合的原位自生TiC-VC复合碳化物颗粒增强Fe基熔覆层.利用金相显微镜、X射线衍射、电子探针及显微硬度计,研究了熔覆层的显微组织及性能.结果表明,钛铁、钒铁与石墨通过激光熔覆的反应,所得细小的TiC-VC复合碳化物增强相弥散分布Fe基体之中,熔覆层硬度从基体到表面呈梯度分布,较基体有显著提高.     

铝合金表面激光熔覆原位自生TiC增强金属基复合材料涂层

以Ti,SiC混合粉末作为预置合金涂层,采用2kW连续Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆处理,在6061铝合金表面借助于接触反应法制备原位生成TiC颗粒增强Al-Ti复合材料涂层。试验结果表明：采用适合的激光辐照工艺参数,可获得增强相TiC弥散分布,以Ti-Al金属间化合物及Al过饱和固溶体为主要组成相的复合材料熔覆层组织。TiC颗粒与复合材料基体润湿良好,熔覆层结晶致密,与6061铝合金基材呈良好的冶金,珂明显地改善铝合金的表面性能。     

Ti6Al4V表面激光熔覆原位自生TiC颗粒增强钛基复合材料及摩擦磨损性能

以Ti,Cr3C2混合粉末作为预置合金涂层,采用YAG固体激光器进行激光熔覆处理,在Ti6Al4V合金表面制备出原位自生TiC颗粒增强钛基复合材料涂层,实验结果表明,采用合适的合金粉末成分和激光辐照能量密度,可以获得增强相TiC弥散分布的钛基复合材料熔覆层,熔覆层结晶致密,且与复合材料基体润湿性良好,熔覆层复合材料的基体组织随预置合金粉末成分的改变而变化,摩擦磨损实验结果表明,原位自生TiC/Ti复合材料熔覆层可明显改善Ti6Al4V合金的表面硬度和摩擦磨损性能。     

激光熔覆原位自生WxC颗粒增强镍基复合涂层

以Ni25、WO3、Al、石墨混合粉体为预制合金材料,采用YAG固体激光器进行激光熔覆处理,在45钢表面原位合成了WxC颗粒增强镍基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）对涂层显微组织、相组成以及硬质颗粒的分布进行了观察、分析。结果表明,在高能激光辐照下,可以获得WC、W2C、W3C、Cr7C3弥散分布的多元硬质相增强的镍基复合涂层。WxC颗粒尺寸小于200 nm。涂层组织致密、无裂纹和孔洞等缺陷,与基体间有良好的冶金结合。涂层的显微硬度最高可达900 HV0.2,为45钢基体的4.5倍。     

钛合金表面激光熔覆原位生成TiC增强复合涂层

利用Cr3C2和TiC生成自由能和稳定性的差异,通过激光熔化法在Ti6Al4V表面制备TiC颗粒增强钛基复合材料涂层,结果表明：选择合适的激光处理工艺,可使Cr3C2和Ti合金粉末通过原位结晶置换反应生成TiC/Ti复合材料熔覆层。亚微米级的TiC颗粒均匀地分布于复合材料的基体中,复合材料的基体组织随合金粉末的成分不同而改变。     

激光熔覆原位生长TiB2/TiC增强铁基涂层组织及性能

目的 采用激光熔覆技术在45钢表面制备原位生长的TiB₂、TiC陶瓷相,以提高铁基涂层的耐磨性能。方法 利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究铁基复合涂层的相组织、显微组织。使用显微硬度计、磨损实验机等仪器进行显微硬度和耐磨性的测试。结果 在铁基粉末中添加Ti、B₄C后,涂层原位生长出均匀分布的TiB₂、TiC陶瓷相,其数量随着(Ti+B₄C)添加量的增加而增多。经过扫描电镜结合EDS判定TiB₂多呈矩形形貌,TiC呈球形或花瓣状。在原位生长过程中,TiB₂优先形成,而TiC多依附在TiB₂周围,以颗粒状存在。铁基复合涂层的显微硬度随着(Ti+B₄C)添加量的增加逐级增加,质量分数为30%的(Ti+B₄C)复合涂层的硬度最高(1 086HV0.2),比铁基涂层(611HV0.2)的硬度提高了约0.78倍。复合涂层的磨损性能得到明显改善,其中质量分数为...     

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备出原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对熔覆层组织、成分和物相进行了分析,并测试了熔覆层显微硬度和耐磨性能.结果表明,激光熔覆层与基体呈良好的冶金结合,涂层中无裂纹、气孔等缺陷.涂层组织由γ-Ni、Cr7C3和TiC等相组成,原位自生TiC颗粒多呈菱形,尺寸在1～3μm之间,涂层显微硬度(800～1000 HV0.2)明显高于基体的显微硬度(300 HV0.2).激光熔覆层中存在颗粒强化和细晶强化等多种强化作用,显著提高了H13钢的耐磨性能.     

激光熔覆原位合成碳化钨增强铁基表面复合材料的研究

利用激光熔覆原位合成技术,在预置N i涂层的45钢表面原位自生碳化钨陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计等分析测试手段对碳化钨陶瓷增强相的组织形貌、物相组成、化学成分及力学性能等方面进行了研究。结果表明,熔覆区内的碳化物由过饱和固溶体共晶析出;涂层与基体间的结合为冶金结合;制备的表面复合材料的硬度高于基体,改性效果极为明显。     

激光熔覆原位自生Fe-Ti-B系复合涂层物相组织研究

采用钛铁、硼铁为预置粉末,利用激光熔覆搭接技术在碳钢基体上制备了Fe-Ti-B系原位自生颗粒增强Fe基复合涂层。利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、电子探针对熔覆层的相组成和显微组织进行了研究,并用洛氏硬度计测量了涂层硬度。结果表明,涂层中原位自生的增强粒子包括TiB2、FeB、Fe2B和Fe2Ti。且随着涂层中Ti,B原子比例的不同,涂层的相结构发生相应演变。当涂层增强相为FeB＋Fe2B＋TiB2和TiB2＋Fe2Ti时,涂层的塑性降低,在激光熔覆应力的作用下产生裂纹,当涂层增强相为Fe2B＋TiB2及TiB2,可获得致密、无缺陷的熔覆层。同被强化基体相比,熔覆层硬度有较大提高,且增强相为FeB＋Fe2B＋TiB2的涂层具有最高的硬度。     

激光熔覆制备颗粒增强Ni基复合涂层的组织结构

利用横流CO2激光器在45钢表面制备出原位自生TiB2陶瓷颗粒增强Ni基复合材料涂层。XRD分析表明,涂层中存在γ-(Ni,Fe)固溶体及TiB2为主的陶瓷相。利用SEM、EDS、EPMA对涂层微区组织结构进行研究。结果表明,涂层内枝晶组织细小均匀,枝晶内和枝晶间存在明显的组织和成分差异。热影响区是以混合马氏体为主的组织。涂层显微硬度比基体显著提高。     

激光熔覆Co+Ni/WC复合涂层的组织和磨损性能

在低碳钢表面激光熔覆了钴基合金涂层(Co60)以及添加不同含量镍包WC(10%,20%,质量分数)的Co Ni/WC复合涂层,比较研究了几种涂层的组织与磨损性能.结果表明,Co60涂层主要由初生γ-Co枝晶及其间的共晶组织γ Cr23C6组成;Co Ni/WC涂层主要由未熔WC,γ-Co枝晶及细小的共晶组织组成,主要组成相有γ-Co,Cr7C3,Co3W3C和未熔WC等.添加WC改变了Co60涂层的定向枝晶生长模式,并细化了枝晶组织.且WC加入量提高,效果越明显.激光熔覆过程中WC颗粒与钴基合金界面间发生了扩散反应溶解,镍包覆有助于WC的残存.与Co60涂层相比,Co Ni/WC复合涂层的硬度与耐磨性均明显提高,Co 20%WC涂层的抗磨损性能提高1倍以上.     

原位自生TiB_2颗粒增强2024-T4铝基复合材料的损伤断裂行为

利用扫描电子显微镜结合原位拉伸试验研究了颗粒体积分数为4.167%的原位自生TiB_2颗粒增强2024-T4铝基复合材料(TiB_2/2024-T4)的损伤断裂机理。TiB_2/2024-T4在拉伸下的损伤断裂行为依次有微裂纹萌生、微裂纹累积和微裂纹贯通3个典型过程。结果表明,TiB_2/2024-T4中初始微裂纹率先在副产物颗粒、微米级的TiB_2颗粒以及TiB_2颗粒团聚体中萌生。随着加载的进行,更多的微裂纹出现在TiB_2颗粒偏聚带中,最终微裂纹通过颗粒稀疏区域铝合金基体的韧性断裂而贯通,形成宏观裂纹。通过分析单胞有限元模型,研究了颗粒偏聚对偏聚带中的基体微裂纹萌生的影响机理。数值结果表明:相比于颗粒稀疏区域的基体,颗粒偏聚带中的基体最大等效塑性应变和应力三轴度均有提高,诱使微裂纹会因为偏聚带中基体微孔洞长大和聚合进程的加剧而提前萌生,这与原位拉伸试验中的现象是一致的。     

激光原位制备TiB/Ti-6Al-4V复合涂层中TiB管状结构的形成机制

利用透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术,系统观察、分析了激光原位制备TiB/Ti-6Al-4V复合涂层中TiB生长形态、分布以及晶体学取向,以探讨管状结构TiB的形成机制。结果表明:涂层中TiB的形态主要有棒状和针状2种,受控于生长时间和元素浓度2个因素。棒状TiB形核于过共晶成分区域,针状TiB形核于共晶成分和亚共晶成分区域。当TiB的直径和生长速度之积超过临界值时,(010)_(B27)和(001)_(Bf)晶面的生长将不再稳定。界面边缘区域更易获得硼原子,生长速度快于中心区域,而边缘区域对硼元素的消耗进一步抑制了中心区域的生长,从而产生了管状结构。随着TiB直径的增加,管状结构出现的概率增加。     

SiCp增强铝基复合激光熔覆层组织和磨损性能研究

采用CO2激光器在ZL102合金表面熔覆SiCp-Al基复合涂层,利用SEM和XRD等分析了激光熔覆层的微观组织,测试了激光熔覆层的硬度和磨损性能.结果表明,激光熔覆层表层呈过共晶组织形态,由针状Si、α-Al Si共晶和少量的SiC颗粒组成,底层呈亚共晶组织形态,由α-Al树枝晶,α-Al Si共晶和SiC颗粒组成.激光熔覆层与基材结合区组织为定向生长的树枝晶,且与基材呈联生结晶特征.激光熔覆层的硬度在220～280HV之间,显著提高了ZL102合金的耐磨性能.     

Microstructure and wear behavior of laser cladding Ni-based alloy composite coating reinforced by Ti(C,N) particulates

In this paper, Ni-based alloy composite coating reinforced by Ti (C,N) particles was fabricated on the mild steel through laser cladding technology. The microstructure of laser cladding layer was analyzed by means of optical microscopy (OM),X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).The wear resistance test of the coating was evaluated using an M-2000 tester. The results showed that the Ni-based composite coating had an ability of rapid solidification to form dendritic crystals microstructure consisting of Ti (C,N) particulates uniformly distributed in the matrix. It was found that some Ti(C,N) particles are similar to be round in shape, and the others are irregular. Laser cladding layer reinforced by Ti(C,N) particulates was found to possess good wear resistance property.     

添加CeO2对铝合金表面激光熔覆铝钛熔覆层性能的影响

利用激光熔覆技术,研究稀土氧化物CeO2的添加对铝钛复合熔覆层性能的影响.首先分析了搭接率对熔覆层微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响,然后在40％搭接率的条件下,研究了CeO2的添加量对熔覆层性能的影响.结果显示,当搭接率为40％时熔覆层的各项性能最佳,显微硬度为284.82 HV0.3,相比基体提高了106％;摩...