激光熔敷Cr2Ni3Si／Cr3Si金属硅化物复合材料涂层组织与高温耐磨性

以Cr-Si-Ni高纯预合金化粉末为原料、利用激光熔敷技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti表面上制得了以金属硅化物Cr3Si为增强相、以复杂多元金属硅化物Cr-Ni-Si为基体的快速凝固金属硅化物复合材料冶金涂层，分析了该涂层的显微组织，在高温滑动磨损条件下测试了其耐磨性能。研究结果表明，Cr3Si金属硅化物的体积分数对激光熔敷Cr2Ni3Si／Cr3Si复合材料涂层的硬度和高温耐磨性有显著影响。由于涂层中硬质耐磨相Cr3Si的抗磨骨干作用，在高温滑动磨损条件下该涂层具有优良的耐磨性能。     

激光熔覆镍基硅化物涂层研究现状

综述了激光熔覆镍基三元金属硅化物涂层的研究现状。对Ni-Cr-Si、Ni-Mo-Si、Ni-Ti-Si体系的金属硅化物涂层的研究现状进行了总结。其中,二元金属硅化物Cr3Si、Mo Si2及Ti5Si3硬质相的高熔点、高强度和抗氧化性使其成为高温结构材料研究的对象。三元金属硅化物Mo2Ni3Si、Ti2Ni3Si及W2Ni3Si具有高硬度和一定的韧性,其作为强化相制备的激光熔覆涂层具有良好的摩擦磨损性能。     

钛合金表面激光熔敷Cr13Ni5Si2基金属硅化物涂层组织与耐磨性

以Cr-Ni-Si合金粉末为原料、利用激光熔敷技术在钛合金表面上制得了Cr13Ni5Si2基金属硅化物冶金涂层，在于滑动磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能。结果表明，激光熔敷Cr13Ni5Si2基金属硅化物涂层组织主要由Cr13Ni5Si2初生树枝品及少量Cr13Ni5Si2／Cr13Ni5Si2共晶组成，涂层在干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能。     

激光熔覆Ni-Si金属硅化物复合材料涂层显微组织与耐蚀性

以Ni,Si,Cr元素粉末为原料 ,利用激光熔覆技术在A3钢表面制得了Ni Si金属硅化物复合材料涂层。分析了该涂层的显微组织 ,采用测定阳极极化曲线的方法评价了该涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 及 3 .5 %NaCl水溶液中的耐蚀性能。结果表明 :激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层组织由Ni2 Si初生胞状树枝晶及枝晶间少量FeNi/Ni31Si12 共晶组成 ,涂层表面平整、组织细小、与基体间为完全冶金结合 ;涂层组织显微硬度在HV80 0～ 95 0之间且沿层深分布均匀 ;由于涂层组织组成相Ni2 Si和Ni31Si12 等本身均具有很好的耐蚀性并具有快速凝固细小均匀的显微组织 ,激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 及 3.5 %NaCl水溶液中均表现出优良的耐蚀性能。激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层可望成为一种很有发展前景的耐蚀涂层新材料。     

激光熔覆Ni2Si／Ni3Si2金属硅化物合金涂层显微组织与耐蚀性

以Ni76Si24（质量百分数）合金粉末为原料，利用激光熔覆技术在A3钢表面制得了组织由条件Ni2Si初生相及少量Ni2Si/Ni3Si2共晶组成的新型金属硅化物合金涂层，分析涂层显微组织并测定其在0．5mol/1 H2SO4水溶液及不同浓度NaCl水溶液中的阳极极化曲线，结果表明激光熔覆Ni2Si/Ni3Si2金属硅化物合金涂层表面平整，组织细小，与基体为完全冶金结合，同时由于涂层的组织组成相Ni3Si2本身均具有极好的耐蚀性并具有快速凝固细小均匀的显微组织，该激光熔覆Ni2Si/Ni3Si2金属硅化物合金涂层在0．5mol/l H2SO4及3．5％NaCl水溶液中均具有优良的耐蚀性能。     

激光熔敷Ti5Si3／NiTi金属间化合物复合材料涂层组织与耐磨性

以Ti14Si6Ni80合金粉末为原料，利用激光熔敷技术在BT9钛合金表面制得以金属硅化物Ti5Si3为增强相、以金属间化合物NiTi为基体的快速凝固金属间化合物复合材料涂层，分析了该涂层的显微组织，在室温干滑动磨损条件下测试了其耐磨性。研究结果表明，涂层硬度高、组织致密、与基材之间为完全冶金结合，在干滑动磨损试验条件下具有较好的耐磨性。涂层具有优异耐磨性的主要原因是作为耐磨增强相的金属硅化物Ti5Si3具有高硬高耐磨的特性，在涂层中起到了抗磨骨干作用，同时作为涂层基体的金属间化合物NiTi由于具有极强的原子结合键及应力诱发马氏体相变特性，本身具有优异的耐磨性，在摩擦过程中对耐磨增强相Ti5Si3起到了强力支撑作用。     

Microstructure and room-temperature dry sliding wear behaviors of Mo2Ni3Si/γ-Ni metal silicide alloy

采用激光熔炼技术制备出镍基固溶体γ与Mo2Ni3Si三元金属硅化物双相合金，其显微组织由Mo2Ni3Si初生枝晶及枝晶间以γ相为主的γ／Mo2Ni3Si共晶组成．室温干滑动磨损实验表明，由于高硬度Mo2Ni3Si（hp12 Laves 相）及强韧性基体γ相的牢固结合，Mo2Ni3Si／γ双相合金具有十分优异的耐磨性能，其磨损机理是硬度较低的γ／MoaNiaSi共晶组织被优先磨损；凸出于磨损表面的部分Mo2Ni3Si初生相失去了共晶的支撑而发生开裂及剥落；另一方面，Mo2Ni3Si初生相保护基体免于严重磨损，其磨损速率最终控制合金的总磨损速率。     

激光熔炼W/W2Ni3Si金属硅化物“原位”复合材料的耐磨性

采用水冷铜模激光合金熔炼炉制备了以初生w树枝晶为增强相、以w2Ni3Si三元金属硅化物为基体的金属硅化物“原位”耐磨复合材料．分别在室温干滑动磨损及600℃高温滑动磨损条件下测试了上述W／W2Ni3Si金属硅化物“原位”增强耐磨复合材料的耐磨性，并讨论了其磨损机理．结果表明，上述金属硅化物耐磨复合材料在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性能．     

激光熔覆TiC增强FeAl金属间化合物基复合材料涂层磨损性研究

利用激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制得了以TiC为增强相、以FeAl 金属间化合物为基体的耐磨复合材料涂层，研究了激光熔覆。FiC／FeAl复合材料涂层在干滑动磨损条件下的耐磨性能及磨损机制。结果表明：随着载荷和滑动速率的增加，TiC／FeAl金属间化合物基复合材料涂层的磨损速率增加，其磨损机制随着载荷的增加逐渐由磨料磨损向粘着磨损转变；激光熔覆层中TiC体积分数的增加，一方面提高了涂层的磨料磨损抗力，另一方面降低了熔覆层表面与对磨材料之间的粘着倾向，提高了TiC／FeAl涂层的滑动磨损性能。激光熔覆TiC/FeAl金属间化合物基复合材料涂层具有优异的耐磨性能并随TiC体积分数的增加而提高。     

H13钢激光熔覆TiC/Ni合金复合涂层的组织与耐磨性北大核心CSCD

为提高H13模具钢的耐磨性能,利用激光熔覆技术,在H13钢表面制备了不同Ti C含量的Ti C/Ni基合金复合涂层,通过显微组织观察、硬度测试、滑动摩擦磨损试验方法对H13钢表面激光熔覆的不同复合涂层的组织及耐磨性能进行分析测试。结果表明,Ni60+Ti C激光熔覆涂层中物相主要为γ-(Fe,Ni)、Fe3C、Cr23C6、Ni2Si及Ti C,激光熔覆层具有较高显微硬度,Ti C的加入及含量增加可使熔覆层组织细化,复合熔覆层硬度提高,Ti C含量为30%时熔覆层内平均硬度最大,为873 HV0.2;激光熔覆Ti C+Ni60复合涂层的耐磨性显著高于H13钢基体,随Ti C含量增加而先增加后降低,Ti C含量20%耐磨性较佳;H13钢基体的磨损机制主要以犁削、切削为主,激光熔覆Ti C/Ni合金复合涂层以脆性剥落机制为主。     

等离子熔敷TiC/γ-(Fe,Ni)复合涂层组织与耐磨性

为了提高奥氏体不锈钢的耐磨性能,扩大其应用范围,以Ti-C-Fe-Ni混合合金粉末为原料,利用等离子熔敷技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面原位合成了TiC增强耐磨复合涂层。分析了涂层的显微组织结构,测试了涂层沿层深方向的硬度分布,评价了涂层在室温干滑动磨损试验条件下的摩擦磨损性能,结果表明:等离子熔敷TiC金属陶瓷增强复合涂层显微组织细小均匀,由花瓣状和少量颗粒状TiC初生相均匀分布在TiC/γ-(Fe,Ni)共晶基体上组成,涂层与不锈钢基材之间形成了完全冶金结合,涂层平均显微硬度约790 HV,涂层在室温干滑动磨损试验条件下表现出良好的耐磨性及较低的摩擦系数。     

WC-(W,Cr)_2C-Ni/Ag复合涂层的制备及摩擦学性能

针对众多运动部件存在严重的摩擦磨损问题,使用大气等离子喷涂(APS)设备在1Cr18Ni9Ti不锈钢金属基材上喷涂制备WC-(W,Cr)2C-Ni和WC-(W,Cr)2C-Ni/Ag两种防护涂层,使用CSM摩擦磨损试验机考察两种涂层在室温下与Si3N4球配副时的滑动摩擦磨损性能。结果表明:Ag相的添加可明显降低涂层在干摩擦条件下的摩擦因数,并能减轻涂层的磨损程度;APS制备的WC-(W,Cr)2C-Ni/Ag复合涂层不仅具有优良的自润滑性能,而且具有极佳的耐磨性能,有望作为一种新型耐磨自润滑涂层材料。     

钛合金表面激光熔敷Ti2Ni3Si/NiTi耐磨涂层组织与耐磨性能

以Ti-50Ni-10Si合金粉末为原料，利用激光熔敷技术在钛合金BT9基材表面制得由Ti2Ni3Si初生树枝晶和枝晶间Ti2Ni3Si／NiTi共晶组织组成的耐磨材料涂层，研究了涂层的显微组织及室温耐磨性能。结果表明，该涂层在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能和良好的载荷特性。     

Microstructure and tribological properties of laser clad Ti2Ni3Si/NiTi intermetallic coatings

Wear resistant Ti₂Ni₃Si/NiTi full intermetallic composite coatings with a microstructure consisting of ternary metal silicide Ti₂Ni₃Si primary dendrites and interdendritic Ti₂Ni₃Si/NiTi eutectic were fabricated on a substrate of 0.2%C low carbon steel by the laser cladding process using Ti-Ni-Si alloy powders as the precursor materials. Microstructure of the coatings was characterized by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray analysis (EDS). Wear resistance of the laser clad Ti₂Ni₃Si/NiTi intermetallic coatings was evaluated under dry sliding wear test conditions at room temperature. Results indicate that the Ti₂Ni₃Si/NiTi intermetallic coatings have excellent abrasive and adhesive wear resistance under dry sliding wear test conditions because of the unique combination of high yield strength and toughness of the intermetallic compound NiTi and the high hardness, strong covalent dominant atomic bonds and possible strong hardness anomaly of the ternary metal silicide Ti₂Ni₃Si with MgZn₂ type Laves crystal structure.     

等离子喷涂NiCoCrAlYTa-Al2O3复合涂层的高温摩擦性能

采用大气等离子喷涂(APS)技术在0Cr25Ni20奥氏体不锈钢表面制备了NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层,并对该涂层的显微组织、相组成、显微硬度以及在500 ℃时涂层的高温摩擦性能进行了研究。结果表明,NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层呈典型层状结构,各层间结合良好。涂层内存在大量微孔隙,且硬质相与软质相分散分布,有效抑制了高温磨擦过程中裂纹的产生和扩展,涂层耐磨性能较奥氏体不锈钢基体材料显著提高。高温磨损过程中,涂层表面形成氧化产物,起到固体润滑作用。NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层的磨损失效形式主要是磨粒磨损、疲劳磨损和粘着磨损。     

活性燃烧高速燃气喷涂WC-CoCr涂层的微观组织及性能

利用活性燃烧高速燃气(AC-HVAF)喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了WC-CoCr涂层,并利用XRD、SEM、滑动磨损以及电化学试验分析了涂层的微观组织以及耐磨耐蚀性.结果表明,涂层具有优异的微观结构以及良好的耐磨耐蚀性.XRD分析未发现其他喷涂技术普遍存在的W2C以及W相,AC-HAVF喷涂技术可以有效抑制WC的分解;涂层致密且与基体结合良好,孔隙率仅为0.75%.滑动磨损试验表明,涂层具有很低的磨损率.其主要原因为涂层硬度极高、WC颗粒细小和没有W2C相.电化学试验表明,WC-CoCr涂层的耐蚀性优于基体0Cr13Ni5Mo不锈钢,Cr的加入、W的缺少以及孔隙率低是WC-CoCr涂层耐蚀性优异的重要原因.     

Microstructure and high-temperature wear behavior of laser clad Ni-Ti-Si ternary metal silicide coatings

Ni-Ti-Si ternary metal silicide coatings were fabricated on AISI 304 stainless steel by laser cladding process. The coatings consisted of Ni₁₆Ti₆Si₇ primary dendrite and interdendritic Fe-Ni-based solid solution γ and exhibited excellent abrasive and adhesive wear resistance under high temperature metallic dry sliding wear conditions. The excellent wear properties were attributed to the high hardness and covalent dominant atomic bond of the metal silicide Ni₁₆Ti₆Si₇. The dominant wear mechanism of the coating were delamination of the coating and material transfer from the mating surface.