定向凝固镍基高温合金表面微弧火花外延沉积MCrAlY涂层

在分析微弧火花沉积工艺产生的单熔体快速凝固过程的基础上,提出将微弧火花沉积用于制备具有定向凝固特征的防护涂层.结果表明:采用微弧火花沉积可在定向凝固高温合金表面获得超细的胞状柱晶结构、外延生长的MCrAlY涂层.与激光外延生长涂层相比,微弧火花外延涂层能够保持完全的柱状晶结构,而激光外延涂层表层通常会形成等轴晶层;另外,在组织均匀性、组织粗细、界面熔合区大小等方面微弧火花涂层具有明显的优势.     

微弧火花渗碳对一种定向凝固高温合金表面再结晶的影响

目的研究微弧火花渗碳对定向凝固高温合金DZ125L表面再结晶的控制效果。方法对DZ125L合金进行吹沙变形处理,以石墨棒为碳的来源,通过微弧火花渗碳工艺在吹沙表面进行渗碳处理后,与直接吹沙的试样一起进行热处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段表征组织结构。结果与合金直接吹沙产生的表面再结晶相比,经过微弧火花渗碳+吹沙处理的样品,表面再结晶深度只有直接吹沙处理样品的60%。XRD分析表明,微弧火花渗碳处理后,合金表层产生了Ti C和(Cr,Mo)_(23)C_6等碳化物。能谱分析表明,渗碳样品截面外表层富集Ti、Mo、W、Cr、C等元素,产生了大量碳化物,进一步阻碍了再结晶晶界的迁移。微弧火花渗碳强化了合金表层,使合金在吹沙处理时产生的变形层较浅,抑制了再结晶表面形核。结论通过微弧火花渗碳工艺可以有效抑制定向凝固高温合金的再结晶。     

高Al、Ti含量镍基高温合金激光、微弧火花表面熔焊处理研究进展及解决熔焊裂纹的途径

Al、Ti是镍基高温合金主要沉淀强化元素,随着Al、Ti含量的增加,镍基高温合金γ'-Ni3(Al,Ti)相体积百分数增加,高温强度增加,但是热裂纹敏感性也随之增加,如何利用熔焊工艺实现高Al、Ti镍基高温合金材料的表面无损伤熔焊处理一直是高Al、Ti镍基高温合金叶片与热端部件制造与再制造面临的难题.文中从高温合金表面熔焊修复与强化问题出发,着重介绍了高温合金焊接冶金问题及焊接性改善途径、激光与微弧火花两种低热输入熔焊工艺在高温合金表面修复与强化领域的研究与应用进展.分析表明:高Al、Ti镍基高温合金表面熔焊处理的主要难题是其高的热裂纹敏感性,主要表现在焊接或焊后热处理过程中容易产生凝固裂纹、液化裂纹、应变时效裂纹,采用惰性气体保护、改变基体组织状态、使用低强度的合金焊料、降低热输入等措施可有效改善其焊接性;激光、微弧火花等低热输入焊接工艺在解决高Al、Ti镍基高温合金表面熔焊问题方面具有极大的潜力.     

SCH13钢表面微弧火花沉积Stellite合金

采用高能微弧火花沉积技术在SCH13钢表面制备Stellite合金涂层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪对沉积层的显微组织形貌、成分及结构进行分析,并对微弧火花单脉冲沉积斑的形成与生长机制进行重点研究.结果表明,高能微弧火花作用下Stellite合金单脉冲沉积斑呈飞溅状,大量单脉冲斑的不断叠加最终形成具有一定厚度的沉积涂层.微弧火花沉积层依附于基体的界面以柱晶组织呈外延生长,并与基体形成良好的冶金结合,涂层稀释率较低,主要由γ-Co固溶体和铬的碳化物组成.随着工作电压的增加,沉积层显微组织略有粗化,其平均硬度较Stellite合金电极材料有显著提高.     

Nb在铁基高温合金中的作用

研究了Nb在Fe-Ni-Cr-W-Mo-Ti合金中的中高温强化作用。当Nb含量低于1.22wt-％时,合金的650℃拉伸强度、塑性、持久寿命和疲劳极限随Nb含量升高而提高。Nb促使MC相均匀分布,细化晶粒,增加γ′相的数量和提高其稳定性。当Nb含量为1.22wt-％时,小颗粒Laves相在晶界上弥散析出,有利于合金的综合性能;只有当Nb含量过高时,Laves相在晶界过量析出,才使合金性能恶化。     

微弧火花沉积制备不锈钢柱状微结构表面

目的探索新型表面微结构的制备方法。方法采用微弧火花沉积工艺在304不锈钢基体表面,制备出了奇特的"柱状"微结构表面,并使用扫描电镜、光学显微镜、硬度计等对该微柱体的表面形貌、截面特征和显微硬度等进行了初步分析。结果微柱体呈近似有规律的分立状分布,微柱体间距约为0.8~1.2 mm,直径约为300~500μm。微柱体为堆叠状生长,有典型的分层特征,微柱体之间存在生长中的竞争性行为。从微柱体截面来看,单个脉冲沉积薄层的典型厚度大约为15~20μm,微柱体中单个沉积子薄层一般呈中间厚、两侧薄的类透镜状形态。微柱体的平均硬度约为320HV左右,略低于结合界面附近的基体硬度(~340HV)。结论微弧火花沉积的单点、高频率的技术特性是形成此类表面的重要因素,放电沉积中的竞争性机制是导致微柱体成形的直接原因。     

高能微弧火花作用下Al-Nd合金在AZ31镁合金表面沉积行为

使用高能微弧火花合金化技术在AZ31镁合金上用Al-Nd电极进行了合金化.研究了不同参数对合金化过程的影响以及合金化参数对电极材料的蚀除速率、质量转移规律的影响,并对电极和基材质量的变化进行了表征.结果表明,阳极和阴极的质量变化取决于工艺参数.不同参数下获得的沉积点具有相似的形貌特征,只是在尺寸上存在差别.合金化过程中同时存在电极材料向基材的转移和基材向电极材料的迁移过程.     

45钢表面高能微弧火花数控化沉积AlCoCrFeNi高熵合金

采用参数化等间距点焊式沉积策略,以高能微弧火花数控化沉积工艺在45钢上制备出了AlCoCrFeNi高熵合金多层涂层.通过SEM和XRD研究了AlCoCrFeNi高熵合金涂层表面形貌及相组成.以层数为变量,研究了电极长度消耗规律和电极/工件质量过渡规律,并通过Bézier曲线拟合出电极长度消耗曲线、阳极质量损失曲线、和阴极质量增加曲线.电极长度消耗规律和质量过渡规律为实现多层连续不间断沉积和涂层显微结构的精确控制奠定基础.高能微弧火花数控化沉积工艺为功能涂层的制备提供了新方法.     

纯钛表面等电位空心阴极辉光放电无氢渗碳的研究

在纯钛相变温度下,利用等电位空心阴极辉光放电技术在纯钛表面进行无氢渗碳处理。分别利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对试样的表面形貌、成分分布和相组成进行分析;利用摩擦磨损试验仪对试样的摩擦学性能进行研究;利用电化学工作站,在常温静态条件下对试样在3.5%NaCl水溶液的耐蚀性能进行研究;结果显示,经过无氢渗碳处理,在纯钛表面形成了高硬度的合金改性层,改性层的最大厚度是7.5 μm,最大显微硬度是1298 HV0.2,是基体硬度的5.43倍。由于表面硬度的提高,试样的耐磨性能也显著增强,试样的平均摩擦系数是0.312,较原始试样的0.746明显降低。在3.5%NaCl水溶液中,试样的最低年腐蚀速率是原始试样的1/11。因此,在保证基体力学性能的前提下,试样的耐磨耐蚀性能明显提高。     

等离子渗碳提高TiAl基合金耐磨性

研究了等离子渗碳处理对Ti-46．5Al-1．0V-2．5Cr(原子分数)合金耐磨性的影响。分别用OM、GDS、 XRD分析了渗碳层的显微组织、化学成分及组成相,并测试了其显微硬度和耐磨性。结果表明:经等离子渗碳处理后,TiAl基合金表面形成以Ti2AlC为主的渗碳层,该渗层与基体结合牢固;渗碳层成分由表及里呈梯度分布;表面显微硬度可达871 HV,是基体材料的近2倍,表面耐磨性也得到显著提高。     

电火花表面强化工艺对强化层组织性能的影响

采用电火花表面强化设备 ,以硬质材料作为强化电极材料 ,白口铸铁为基体材料 ,研究了电火花表面强化工艺对强化层性能的影响。结果表明 ,选择合适的工艺参数 ,可获得好的强化层表面质量 ,且强化层硬度高 ,耐磨性显著提高。     

金属间化合物Fe_3Al合金抗渗碳性研究

采用称重法和金相法，研究了三种成分不同的Ｆｅ３Ａｌ合金在不同表面状态下的抗渗碳性，并与１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢对比，结果表明，Ｆｅ３Ａｌ合金具有很强的抗渗碳性．初步探讨了其抗渗碳机理。为Ｆｅ３Ａｌ合金在渗碳气氛中的应用提供了一定的实验与理论依据。     

电弧喷涂快速模具工作表面的电刷镀强化实验研究

电弧喷涂快速制模多采用低熔点金属Zn或者Zn_Al合金 ,硬度低、耐磨性能较差 ,难以胜任模具工作时的恶劣工况。本试验选用快速镍和致密快镍两种镀液对其进行表面强化 ,对在不同施镀电压以及不同镀液始镀温度条件下获得的强化镀层的耐磨性能进行了对比分析 ,探讨了镀层耐磨性能与刷镀电压以及镀液温度的关系 ,得到了耐磨性能最好时的工艺参数     

Microstructure and Wear Resistance of Laser Cladded Co-based Superalloy Coating

Co-based superalloy coating was prepared on the stainless steel surface by laser cladding.The microstructure,phase constitutes and worn surface morphology of the coating were characterized by optical microscope,scanning electron microscope(SEM)with energy dispersive spectrum(EDS)and X-ray diffraction(XRD).The ambient temperature sliding friction and wear property of the coating was also tested.The experiments results showed that:the microstructures of the Co-based superalloy coating are"cellular crystal-coarse dendrite-tiny dendrite"in turn from bottom to surface,which consists ofγ-Co solid solution,Fe2Mo and Co7Mo6.The average micro-hardness of the laser cladding is 632 HV,which is 2 times higher than that of 304 stainless steel matrix.The ambient temperature sliding friction and wear property of the laser cladding is about 1～1.5 times in contrast to that of 304 stainless steel matrix.The better wear resistance of the coating is contributed to solution strengthening of Mo,as well as dispersion strengthening of Fe2Mo and Co7Mo6 hard phases.The failure mechanisms of the coating are pitting fatigue abrasion and grain-abrasion.     

一种常温间接测量液态高温合金表面张力的方法

由于液态合金与铸型界面间的相互作用,液态的自由表面与铸型表面接触处形成弯月形的空间曲面.基于此,提出了一种测量液相线温度下表面张力的方法.对于具有一定宽度结晶范围的高温合金,对定向凝固过程分析发现,凝固后的自由表面弯月形曲面在能够较为精确反映液相线温度下液态合金的弯月形曲面.在常温下测量弯月形曲面,根据Young-Laplace关系计算,就可以得到该合金液相线温度下的表面张力.通过对单晶高温合金DD6进行实验,得到液相线温度下DD6的表面张力约为1.34J·m~(-2).     

高浓度渗碳层组织与性能的研究

对高浓度渗碳层的组织与性能进行了研究，结果表明，高浓度渗碳在钢的表层形成大量弥散分布的碳化物，其渗层具有高的硬度和耐磨性以及低的摩擦系数，高浓度渗碳技术对那些承受重载，表面要求高耐磨性，高疲劳强度的零件仍然是一种最佳选择。     

45钢重型卡车曲轴的表面强化处理

通过磨损、旋转摩擦和扭转试验对调质态45钢曲轴试样经不同的表面强化处理如感应淬火处理、液体氮碳共渗处理、气体氮碳共渗处理后的扭转强度、耐磨性差异进行了测试,对比、分析和选择出合适的表面强化处理工艺以满足曲轴的工作状态要求。结果表明,45钢曲轴感应淬火在性价比方面,最具竞争优势。