激光熔覆等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层组织结构研究

研究了45钢表面激光熔覆等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的组织结构、显微硬度及滑动磨损特性.结果表明,等离子喷涂Al2O3涂层的组织呈层片状,层间为机械结合,涂层由α-Al2O3, ZrO2和少量γ-Al2O3组成;激光熔覆Al2O3陶瓷涂层组织为细小枝状晶,由α-Al2O3及少量ZrO2组成.激光熔覆Al2O3涂层的显微硬度较高,滑动磨损时耐磨性明显优于等离子Al2O3喷涂层.     

钢基表面激光熔覆Fe3Al的组织结构

以纯Fe3Al粉为原料，采用预置方式在钢基体表面激光溶覆Fe3Al金属间化合物。利用金相显微镜、扫锚电镜与X衍射试验方法对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与相结构的分析。试验结果获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂、熔覆表面有一定起伏的合金层，合金层与基体间完全冶金结合；熔覆合金层由单相Fe3Al构成，覆层组织为粗大的柱状晶团，柱状晶团内包含大量极细小的板条状Fe3Al晶粒，一些相邻的板条晶之间具有基本相同的晶体学取向。熔覆合金层显微硬度约为500HV。     

激光熔覆制备Fe3Al覆层的研究

以纯Fe3Al粉为原料在钢基体表面激光熔覆制备Fe3Al金属间化合物。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射实验方法等对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与物相结构的分析。实验结果获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂，但存在少量裂纹的合金层，合金层与基体间完全冶金结合；熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成，覆层组织为粗大等轴状晶团，等轴状晶团由大量极细小的条状Fe3Al晶粒构成，一些相邻的条状晶粒之间具有基本一致的晶体学取向。熔覆合金层显微硬度约为500HV。     

数值计算与实验法相结合估定激光条件下原位反应的温度

用实验法获得了激光熔覆反应合成TiCp／Al复合材料过程激光突然停止时刻的显微组织；在已开发的激光表面熔凝过程三维瞬态温度场和流场模拟程序的基础上。考虑了激光熔覆反应过程的特点。用试错法改变原位反应各自的反应温度并依此温度分别将反应热对温度场的影响计人数值计算，将计算得到的温度与激光突然停止试验组织状态图的位置线进行比较，估定出了不同原位反应的发生温度；以不同参数进行工艺试验并进行模拟计算，比较熔覆层与基体界面结合处的金相组织和模拟计算温度对应的情况，验证了估定温度的可靠性；激光熔覆条件下原位反应温度的确定。为合理选择加工参数并优化工艺提供了参考依据。     

表面改质技术

表面改性在陶瓷钎焊和扩散焊领域中的应用；超音速微粒高能轰击16MnR钢表面纳米化的研究；不同基材和涂层激光重熔表面改性的研究现状与进展；TC4钛合金激光熔覆TiC＋M涂层组织和耐磨性能研究；CeO2对激光熔覆Ni基合金涂层组织与性能的影响；Ti6A14V表面激光熔覆NiCrBSi＋B4C涂层的组织结构；等离子激光复合熔积高温合金粉末的工艺研究；激光熔覆生物陶瓷涂层和界面的研究。[编者按]     

ZL111 Al合金激光熔覆中的非晶组织及其半定量测定

利用5kWCO2激光器激光熔覆Al合金表面的Ni－Cr－Al涂层,SEM与TEM分析结果表明,在激光熔覆层中的非晶组织呈空间扭曲薄片或杉叶状,它们分别存在于熔覆层颗粒间白色网状组织与颗粒中,利用差热分析（DTA）半定量测定熔覆层中的非晶含量,功率密度,扫描速度对非晶含量有较大的影响     

Al2O3对激光熔覆镍基涂层耐磨性的影响

研究Al2O3对激光熔覆镍基涂层耐磨性的影响。通过显微组织的观察,硬度测试和耐磨性测试,结果表明,添加Al2O3具有改变显微组织和激光熔覆层性能的作用。显微组织得到了细化,耐磨性得到显著的提高。     

Al含量对Ti-C-Al体系激光熔覆过程的影响

通过LWY400P激光器,采用激光熔覆法在镁合金表面熔覆Ti-C-Al复合陶瓷涂层。原料中钛碳原子比为1∶1,铝含量10wt%~40wt%。通过SEM、XRD分析了Al含量对熔覆过程的影响。结果表明,Ti-C-Al体系中Al含量对自蔓延温度、试样微观组织和性能有很大影响。Al的加入大大降低了体系的反应温度,30%的Al含量可使熔覆界面良好、组织致密。     

激光熔覆工艺参数对TiC_p/Al表层复合材料的影响

研究了激光功率、扫描速度对原位合成TiCp/Al表层复合材料与基底的界面结合和熔覆层组织均匀性的影响。通过调整工艺参数 ,获得了有良好冶金结合的界面和TiC颗粒分布均匀的熔覆组织。结果表明 :在激光功率一定时 ,过低的扫描速度将使激光束前端一定距离内的基底材料在表面熔化前被加热时间太长 ,以致表面氧化 ;而过高的扫描速度会使靠近界面处的粉料中合成反应不能充分完成而残留一些粉末 ;这两种情况都影响了熔覆层和基底的结合。随着激光输入比能的降低 ,熔覆组织的均匀性降低 ,这是由于合成反应未充分完成所致。当激光功率为 2 2 0 0～ 2 5 0 0W ,扫描速度为 7～ 10mm/s时 ,在ZL10 4合金表面可获得组织均匀、界面结合良好的TiCp/Al复合材料熔覆层。     

激光器(Nd:YAG)工艺参数对熔覆层组织的影响

研究了采用Al、Si和Al2O3混合粉对AZ91D镁合金表面进行激光熔覆的工艺和熔覆层组织。激光加工是在一个5 kW固体激光器(Nd:YAG)上进行的,研究了Si和Al2O3颗粒在熔覆层中的体积分数、分布、形貌及其组织。较系统地研究了激光工艺参数对其组织和熔覆层显微硬度的影响。结果表明,熔覆层的平均显微硬度比基体AZ91D的(HV0.0560~70)高很多,可达HV0.05210;并且,随着激光功率的增加,熔覆层的显微硬度下降,这种情况在较低功率(小于2 kW)时更为明显。给出了用Al、Si和Al2O3混合粉激光熔覆AZ91D镁合金表面适当的工艺参数和均匀的复合层组织。     

Ti-C-Al复合涂层与镁合金基体连接界面微观结构研究

通过LWY400P激光器,用激光熔覆的方法在镁合金表面熔覆一层Ti-C-Al复合陶瓷涂层。原料中钛碳原子比为1∶1,铝含量10%~40%(质量分数)。分别用扫描电镜和能谱分析仪对熔覆层的微观组织、显微形貌和成分分布进行了测定和分析。结果表明,激光熔覆Ti-C-Al复合涂层是典型的快速凝固组织,涂层组织致密,晶粒细小。原料中Al含量对熔覆效果影响很大,Al含量越高,试样致密度越好,通过试验确定了原料中Al的最佳用量。融合区域各元素相互扩散,涂层与基体发生互熔,形成冶金结合,达到强化目的。     

钛合金表面激光熔覆Metco45C涂层的组织研究

对钛合金表面激光熔覆Metco45C涂层的组织进行了研究。结果表明，激光熔覆区在微观结构上分为熔覆层、熔化区和热影响区。熔覆层组织为细的枝晶状组织；熔化区为树枝状和颗粒状组织。钛合金表面激光熔覆Metco45C可以实现涂层与基体之间良好的冶金结合。     

Fe3Al金属间化合物激光熔覆层的组织结构

以纯Fe3Al粉为主要原料在钢基体表面激光熔覆Fe3Al金属间化合物。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射等法对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织及相结构的分析。实验结果获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂物,但存在少量裂纹的合金层,合金层与基体间完全冶金结合;熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成,覆层组织为粗大等轴状晶团,等轴状晶团由大量极细小的条状Fe3Al晶粒构成,一些相邻的条状晶粒之间具有基本一致的晶体学取向。     

钢基表面单道激光熔覆Fe3Al金属间化合物的研究

以纯Fe3Al粉末为原料,采用同步送粉式激光熔覆工艺在低碳钢基体表面合成Fe3Al金属间化合物.利用金相显微镜、扫描电镜与X衍射实验方法对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与相结构的分析.结果表明,激光熔覆功率对合金层品质有较大影响,本实验在2 kW激光熔覆功率条件下获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂、裂纹等缺陷的熔覆层,熔覆表面有一定起伏的合金层,合金层与基体间完全冶金结合;熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成,熔覆层组织为细小等轴状晶粒,等轴晶内部由大量更为细小的条状Fe3Al晶粒构成.     

TC4合金表面WC-12Co激光熔覆层的组织研究

利用扫描电镜和能谱仪对TC4合金表面激光熔覆WC-12Co熔覆区的组织和成分进行了研究。结果表明，激光熔覆区表层组织为多边形的大颗粒WC和其间分布的细小的树枝晶；熔覆区次表层为发达的树枝晶和颗粒状组织；熔覆区的中部组织很不均匀，为粗细不等的树枝晶和颗粒状组织；熔覆区的底部为细小的颗粒状组织。     

纳米A2lO3对激光熔覆钴基合金涂层组织的影响

利用5kW CO2激光器，在镍基高温合金表面熔覆纳米Al2O3／钴基合金复合材料，制备了涂层。利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了熔覆层的组织结构。结果表明，加入纳米Al2O3，界面的生长形态发生变化，由细长的柱状树枝晶转变为较短的树枝晶；纳米Al2O3含量大于1％时整个断面获得等轴枝晶组织；纳米Al2O3作为异质形核的核心，细化了组织；纳米Al2O3在熔覆层中分布不均匀，促进了γ-Co向ε—Co的转变；熔覆层的亚结构为层错。对熔覆层的组织形成机理进行了分析。     

Al-Si合金表面激光熔覆铝青铜合金的工艺研究

采用２ｋＷＣＯ２激光器，在无贵重气体保护激光熔池的条件下，开展了Ａｌ－Ｓｉ合金表面激光熔覆Ａｌ青铜合金的研究。探讨了激光工艺参数对熔覆层宏观质量影响的基本规律，获得了完整的工艺操作图；研究了扫描速度对熔覆层宏观形貌和显微硬度的影响；分析了自重式送粉条件下铝合金激光熔覆的作用过程和工艺操作图的成因     

激光熔覆Ni 包Al+1%Y2 O3 覆层的组织分析

以Ni 包Al 粉末和少量Y2O3 粉末为原料,在20 钢基体表面激光熔覆Ni-Al 金属间化合物,获得了质量良好的熔覆层。运用光学显微镜、扫描电子显微镜分析了熔覆层的组织结构,利用能谱仪、X-ray 衍射仪分析了熔覆层的成分与相结构,研究了热处理对其组织、性能和有序化的影响。结果表明:熔覆层主要由Ni3Al,γ-(Fe,Al),NiAl,AlNiY 和Al2Y 等相组成,热处理后,Ni3Al 相由无序化转变成有序化,并且NiAl 相的有序化得以保留。     

6061铝合金表面激光熔覆温度场的模拟与验证

根据激光熔覆的特点,建立了移动激光高斯热源作用下三维激光熔覆温度场的计算模型,利用有限元软件ANSYS对温度场分布进行了动态模拟.结果表明,激光熔覆温度场模拟等温线呈椭圆形,在移动热源的前方等温线密集,温度梯度较大,热源后方的等温线稀疏,温度梯度较小.采用高功率连续波Nd:YAG激光在6061铝合金表面激光熔覆SiC陶瓷粉末,形成SiCp/Al金属基复合材料改性层,熔覆层除含有Al,SiC之外,还含有少量的Al4C3,Al4SiC4相,通过熔覆层组织形貌观察及相结构分析验证了模拟结果的准确性和可靠性,为陶瓷-金属基复合材料激光熔覆工艺参数的优化提供了理论依据.     

Ni3Al基金属粉芯焊丝的堆焊工艺性研究

采用非熔化极气体保护焊(TIG)进行熔覆堆焊,研究Ni3Al及Ni3Al+Cr3C2金属间化合物基金属粉芯焊丝在45#钢、304不锈钢、42CrMo合金钢、4Cr14Ni14W2Mo耐热不锈钢基板上的熔覆层组织和性能.结果表明:(1)Ni3Al+Cr3C2熔覆后的平均稀释率(34.55％)低于Ni3Al熔覆后的平均稀释率(42.8％);(2)采用纯Ni3Al金属粉芯焊丝堆焊后的熔覆层主要为单一的γ'-Ni3Al相,采用Ni3Al+Cr3C2时,熔覆层主要由γ'-Ni3Al相MC型及M23C6型碳化物组成;(3)Ni3Al+Cr3C2熔覆层的显微硬度显著高于纯Ni3Al熔覆层;(4)采用Ni3Al、Ni3Al+Cr3C2金属粉芯焊丝在4种实验基板上熔覆,焊道冶金结合良好、润湿良好,堆焊后缺陷少,堆焊层硬度高于母材,能够用于相关材料表面增强熔覆.