单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10 kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明：激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.     

Al基材表面激光制备Zn熔覆层的实验研究

利用波长为1．06μm，功率密度为10－20kW/cm^2的Nd:YAG激光器的聚焦光束为热源，在易氧化的纯铝表面制备了锌铝熔覆层，对熔覆工艺、熔覆层的微观组织、激光参数进行了实验研究。实验结果表明，强激光光辐照使基体材料铝表面熔覆高硬度、抗氧化的锌金属表面层是可行的。通过金相显微镜微观组织结构的分析，研究了激光工艺参数对Zn/Al熔覆层过渡区裂纹倾向的影响，只要选择合适的激光束参数，可获得理想的Zn/Al合金熔覆层。这对改进铝材表面物理、化学性能并进一步开发铝的用途具有实用价值。     

基于铝合金的激光熔覆技术研究

介绍了铝合金表面激光熔覆工艺的研究,其中包括铝合金的熔覆方法、熔覆材料、工艺参数对铝合金熔覆层的影响、铝合金表面激光熔覆强化层的微观组织和性能,提出了铝合金表面激光熔覆层存在的问题及改进方法,并概括了激光熔覆技术在铝合金上的应用现状及未来的发展趋向。     

激光多层熔覆技术的研究现状及发展

对激光多层熔覆成形温度场、激光快速熔凝条件下凝固规律、不同基体材料上的激光多层熔覆、激光多层熔覆工艺和激光多层熔覆层耐磨性及其应用等激光多层熔覆技术的最新研究进展作了介绍,并对今后激光多层熔覆技术研究工作的重点,提出了想法.     

Al基材表面激光制备Cu/Zn熔覆层的实验研究

利用Nd：YAG激光器的聚焦光束为热源，在易氧化的纯铝表面制备了铜锌铝熔覆层，分析讨论了激光功率、激光有效热利用率的最佳耦合，对熔覆工艺、熔覆层的微观组织、激光参数进行了实验研究。实验结果表明，Nd：YAG激光辐照Al基体可制备抗氧化的铜锌铝表面合金。通过JEOLJSM-5610LV扫描电镜对Cu／Zn／Al表面合金微观组织结构的分析，表明只要选择合适的激光工艺参数，而且采用与基体熔点相近的熔覆材料(如Zn、Cu)，可获得熔覆层、过渡区裂纹与徽洞较少的高质量Cu／Zn／Al合金。     

热等离子弧熔覆合金涂层的制备与组织性能

在自制的热等离子非转移弧熔覆设备上用 Stellite Ni6 0合金在钢的表面上进行熔覆处理。用优化后的熔覆工艺参数可以获得零稀释率的熔覆层 ,而且熔覆层与基体结合牢固。在对熔覆层进行化学成分、组织结构分析后发现 :熔覆层可以分为三层组织结构 ,这三层组织结构的形成与熔池的凝固过程有关。实验结果证明 ,热等离子非转移弧是一种比较理想的熔覆热源     

铜表面Ni-Cr合金激光复合熔覆技术的研究

为了提高铜板表面的耐磨性,利用激光复合熔覆的方法在铜板表面熔覆Ni-Co-Cr合金。采用常规激光熔覆技术,很难在铜板表面形成具有良好冶金结合的熔覆层。我们使用微弧沉积的方法在铜板表面形成一薄层,再采用激光熔覆的方法来制备一定厚度的熔覆层。对样本进行微观组织分析和耐磨性对比试验,从显微组织中可以看出,微弧沉积层和基体材料形成紧密的冶金结合,显微组织照片表面,熔覆层组织变得更加紧密,熔覆层的晶粒主要由细化晶粒γ-Ni、Cr7C3 and CrB构成。熔覆区域的显微硬度可达650HV～850HV,远远高于铜基材的硬度,熔覆层具有良好的表面粗糙度。实验结果表明,采用激光电弧复合熔覆的方法能够在厚铜板表面形成与基体冶金结合的Ni-Cr合金熔覆层。     

宽带送粉激光熔覆ZrO_2/Ni60A复合涂层组织及硬度分析

在304不锈钢外圆表面使用激光熔覆镍基氧化锆金属陶瓷粉末,对激光工艺参数进行优化,制备工艺性能良好的熔覆层.研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织和硬度分布的影响.结果表明：激光功率为1.5 kW时为佳;随扫描速度增大,熔覆层的组织有细化的趋势;通过优化扫描速度,可得到显微硬度值较高,且沿熔覆层表面的垂直方向的硬度分布变化不大的熔覆涂层.     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Ti-C涂层的显微组织和性能

为了提高镁合金的耐磨损性能,使用1kW脉冲激光在镁合金基体上熔覆Al-Ti-C混合粉末(粉末中质量比Ti∶C=1∶1,Al质量分数为20%～40%)。使用的激光能量密度分别为1.67、1.89、2.20、2.65和3.14×109W/m2,扫描速度在0.5～2.5mm/s内变化;对在不同激光工艺参数下获得的熔覆层微观组织进行了观察,并对其硬度和耐磨损性能进行了检测。结果表明:当粉末中Al的质量分数为40%,激光扫描速度为1.0mm/s,激光能量密度为2.20×109W/m2时,表面硬度可达到HV210,耐磨损性能约为未处理表面的4倍左右。     

厚层激光熔覆层裂纹控制的综合实验研究与理论分析

采用5kW横流CWCO2激光器,对不同基体材料的核阀与石化高参数阀门密封面进行激光熔覆,所用合金粉为CoCrWB与NiCrFeBSi合金粉末,在研究解决了厚层单道熔覆裂纹问题基础上,得到了厚2－3．5mm,表达平整、无质量缺陷的激光熔覆层,结合激光熔覆阀门零件的试验研究,分析探讨了影响熔覆层,特别是厚层熔覆层裂纹形成的各种因素及其综合影响,提出了关于建立判断熔覆层裂纹形成的应力判据模型的思路。     

激光熔凝对4Cr5MoSiV模具钢组织及性能的影响

采用激光熔凝对4Cr5MoSiV模具钢进行了表面改性处理,研究了激光熔凝处理对模具钢组织和力学性能的影响．结果表明,材料经熔凝处理后,由表及里依次为熔凝层、淬火层、热影响区和基体．熔凝层由典型的柱状晶组成,熔凝层和淬火层之间存在一层极薄的等轴晶区;淬火层的晶粒发生细化和超细化．强化层厚度达1．1mm,平均硬度比基体提高26％,热影响区的厚度为0．3mm左右,强化层的耐磨性和耐腐蚀性显著提高．     

激光熔敷工艺对镍基合金的耐蚀性影响的研究

我国火电厂千瓦汽轮机末级叶片在特定工况下其进气边常常遭到腐蚀．我们对其进行了激光直接重熔和激光熔敷镍基合金处理,经形貌观察,物相分析及阳极极化曲线测定,结果表明,激光处理后其耐蚀性均比处理前提高．其中熔敷镍基Ｇ１１２合金的耐蚀性提高最大．若激光处理参数匹配恰当,三者比较,涂敷的镍基ＷＣ合金更易印化、耐蚀性最好．     

CO_2激光熔覆镍基合金粉末的组织和性能

为了提高核发电成套设备的阀体性能,采用CO_2激光器在SUS316LN奥氏体不锈钢表面熔覆了镍基合金粉末.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪、X射线衍射仪、能谱分析仪、显微硬度计和磨损试验机等对熔覆层的组织和性能进行了研究.结果表明,从熔覆层熔合线到表面的组织依次由平面晶生长区、亚共晶区,共晶区与过共晶区组成.亚共晶组织的初晶相由γ-Ni相组成,而过共晶组织的初晶相由Cr B和Cr7C3相组成.CO_2激光熔覆层具有较高的维氏硬度和耐磨性能,且其裂纹断口形貌属于解理断裂.     

EA4T钢表面激光熔覆Fe-Cr-Ni涂层的组织与性能

通过激光熔覆技术对损伤车轴EA4T钢表面进行修复,利用光学显微镜、扫描电镜和X线衍射方法分析修复层的显微组织结构,利用万能拉伸试验机和应力测试仪测试修复层和基体的结合性能及残余应力。研究结果表明:修复层显微组织主要由γ-Fe固溶体、BNi₃、M₇C₃和Fe₃C组成,热影响区为上贝氏体和呈网状分布的铁素体组织,修复层和基体的结合区主要由平面晶、柱状晶和树枝晶组成,修复层顶部区域其组织主要以交叉树枝晶为主;激光熔覆后的EA4T钢的抗拉强度升高,但屈服强度和常温U型缺口冲击性能降低;整个修复层中残余应力较大,呈拉应力状态分布,而基体区域呈压应力状态分布。     

碳钢激光表面钨和硅合金化的组织

使用1.5kW连续波CO_2激光器住45~#钢基体上进行钨和硅的表面合金化。研究了激光表面合金化工艺参数对激光表面合金化层的平整度、硬度及显微组织的影响。用实验优化了激光表面合金化参数,对具有3个不同区的合金化层结构和热影响区的组织进行了分析讨论。     

40Cr曲面基体激光熔覆W6Mo5Cr4V2性能

为了利用激光熔覆技术实现模切机刀辊刀刃的增材制造,以曲率半径、熔覆轨迹、搭接率等为影响因素,在40Cr曲面基体上进行W6Mo5Cr4V2粉末的多道激光熔覆正交试验研究,并对熔覆层的残余应力、显微硬度以及显微组织结构进行分析。结果表明,保护气流量对残余应力变化影响显著,当工艺参数为激光功率1 800 W、扫描速度10 m/s、保护气流量400 g/min、曲率半径60 mm、搭接率30%、周向熔覆时,残余应力达到最小值。当残余应力满足成形要求时,显微组织的结晶形态从熔覆层顶部到结合区由平面晶向树状晶发展,熔覆层没有缺陷且与基体实现了良好的冶金结合。同时,显微硬度值从基体到熔覆层顶部呈阶梯状增长式分布,熔覆层的显微硬度平均值均在60HRC以上,满足模切机刀辊刀刃的硬度要求。     

等离子堆焊镍基合金粉末的组织与性能

为了提高核电成套设备的阀体性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪和能谱仪分析了堆焊层的组织形态和成分分布,利用显微硬度计测量了堆焊层的硬度,利用磨损试验机分析了堆焊层的耐磨性.结果表明,堆焊层主要由过共晶组织组成,从熔合线到堆焊表面堆焊层组织依次为平面晶生长区、亚共晶组织区、共晶组织区和过共晶组织区.堆焊层金属相由γ-Ni、CrB、Cr_2B、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6组成,初晶相由硼化物(CrB或Cr_2B)和碳化物(Cr_7C_3或Cr_(23)C_6)组成,而共晶组织主要由富(Ni,Fe)奥氏体固溶体或富Ni奥氏体固溶体组成.堆焊层表面平均硬度达到50 HV以上,约为基体硬度的3~5倍,与母材相比堆焊层的耐磨性约提高了9倍.     

工艺参数对45钢激光表面强化组织与性能的影响

通过改变激光功率和扫描速度等参数,研究其对45钢激光表面强化组织与性能的影响。实验结果表明,单道扫描时,当保持扫描速度v为15mm/s时,增加激光功率P,可增加硬化层的深度,最大深度可达1.5mm以上。另外,P/v比值越大,硬化层深度越大;而当P/v比值保持不变时,硬化层深度随着激光功率的增加而增加,其中激光功率从1.2kW到1.8kW时,硬化层深度值增加较快;当激光功率大于1.8kW后,深度值的增长随功率增加变缓;而且硬化层的硬度都达到700HV以上,远高于基体的硬度。在激光多道搭接扫描时,激光能量的再次输入会导致靠近搭接区的前一道硬化层产生回火软化,其硬度接近基体的硬度。