超音速电弧喷涂NiTi混合涂层的冲蚀磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上分别制备Ni Ti涂层和Ni Ti/Ni Al混合涂层。用X射线衍射仪分析了涂层的相组成,用扫描电镜分析了涂层的组织形貌,在显微硬度仪上进行了硬度测试,在冲蚀试验机上进行了涂层耐冲蚀性能的研究。结果表明,Ni Ti/Ni Al混合涂层较Ni Ti涂层具有更高的硬度,涂层组织也更加均匀致密,耐冲蚀性能强于Ni Ti涂层。     

超音速电弧喷涂制备NiTi混合涂层的空蚀性能研究

利用超音速电弧喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面分别制备了NiTi涂层和NiTi/NiAl混合涂层。采用扫描电镜分析了涂层的组织形貌,用X射线衍射分析了涂层的相结构,并对两种涂层空蚀性进行了对比。结果表明:NiTi/NiAl混合涂层较NiTi涂层组织更加均匀,抗空蚀性能优于NiTi涂层。     

NiCrWFeSiBCCo合金涂层的组织与耐空蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体表面制备NiCrWFeSiBCCo合金涂层. 采用金相显微镜(OM)、超景深体视显微镜(SM)、扫描电镜(SEM)观察涂层的显微组织和空蚀前后表面的微观形貌;采用表面粗糙度测试仪和显微硬度测试仪对涂层表面粗糙度和显微硬度进行表征;采用X-Ray衍射仪(XRD)分析涂层的相组成;采用磁致伸缩空蚀试验仪测定涂层的空蚀性能,并与1Cr18Ni9Ti不锈钢的空蚀性能进行比较. 结果表明,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备的NiCrWFeSiBCCo涂层组织均匀,结构致密(平均孔隙率为0.63%),硬度为1 004 HV,NiCrWFeSiBCCo涂层的抗空蚀性能明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.     

Al2O3-TiO2对铝合金表面激光熔覆NiAl涂层组织性能的影响

目的 进一步提高6061铝合金表面的硬度、耐磨性。方法 应用脉冲Nd:YAG激光器在6061铝合金表面制备了NiAl合金涂层和NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层。通过SEM、X射线衍射仪系统研究了Al2O3-TiO2陶瓷相添加对NiAl熔覆层组织形貌、成分分布、物相组成的影响。利用HVS-1000硬度测试仪及HSR-2M高速摩擦磨损机,对熔覆层硬度分布及耐磨性进行测试分析。结果 Al2O3-TiO2陶瓷颗粒加入使涂层宏观成形质量明显提高,表面平整光滑、波纹均匀,熔覆层枝晶间距减小,组织结构明显细化。与NiAl熔覆层相比,在NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层中,具有较高硬度的Al3Ni、Al3Ni2硬质相含量增大。同时,高硬度Al2O3和良好韧性的TiO2、NiTi金属间化合物在复合涂层内部形成。NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的显微硬度平均可达650HV0.2,相比NiAl涂层提高了300HV0.2;磨损体积仅为铝合金基体的1/9,相比NiAl涂层降低了35%。干摩擦条件下,NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的犁削、剥落现象显著降低。结论 在细晶强化、硬质相弥散强化及良好韧性的NiTi金属间化合物共同作用下,6061铝合金表面硬度和耐磨性得到显著提高。     

NiTi形状记忆合金激光气体氮化层组织及磨损性能

采用高功率连续波固体Nd：YAG激光辐照，在置于N2反应室中的NiTi形状记忆合金表面制备激光气体氮化层。实验表明：选择适当的激光辐照工艺参数，可获得致密的TIN增强金属基复合材料(MMC)梯度涂层，改性层的表面被厚度为1μm～2μm的TIN陶瓷层封闭，涂层内部TIN增强相呈梯度分布。扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)分析结果表明，MMC改性层与基体NiTi合金间存在良好的冶金结合，界面处成分均匀过渡，表面Ni含量极低。显微硬度测试及磨损试验结果表明，激光气体氮化显著提高了NiTi合金的表面硬度和耐磨性。说明激光表面改性有效地改善了NiTi形状记忆合金作为生物医学材料使用的表面成分和性能，并将有效地抑制有害元素Ni^2 的释放。     

以蔗糖为前驱体火焰喷涂原位TiC增强Ni基复合涂层的制备

以蔗糖为碳源,采用前驱体热分解技术制备Ni-Ti-C系反应热喷涂混合粉末,通过氧乙炔火焰喷涂技术合成并同时沉积原位TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层.利用XRD和SEM研究混合粉末和涂层的相成分和组织结构,分析TiC/Ni复合涂层的硬度和耐磨性.结果表明:反应火焰喷涂TiC/Ni复合涂层主要由TiC和Ni基体组成,并含少量的Ni3Ti和Ti3O5;涂层由复合强化片层相瓦叠加而成,复合强化片层中TiC颗粒均匀分布于Ni基体中,TiC颗粒呈球形,粒度达到亚微米级:涂层具有较高的硬度和耐磨性,复合强化片层显微硬度为FIV0.21433,涂层的耐磨性能远优于基板材料45号钢和对比涂层Ni60的耐磨性.     

热处理对电弧喷涂Ni-Ti涂层冲蚀磨损性能的影响

在2Cr13马氏体不锈钢基体上,采用氩气保护电弧喷涂技术制备了Ni-Ti涂层,在不同温度下对涂层进行了热处理,用冲蚀磨损试验机对涂层的冲蚀磨损性能进行了测试,用扫描电镜对涂层的显微组织和冲蚀磨损后的形貌进行了观察,用X射线衍射仪表征了涂层的相组成,测定了涂层的显微硬度.结果表明:涂层的冲蚀磨损性能与显微硬度无明显的联系;涂层的相结构、显微组织、层间结合力以及NiTi(B2)相具有的超弹性在涂层耐冲蚀磨损能中起着重要的作用;高温热处理(1050℃)后涂层中出现了较多的孔隙和裂纹,降低了涂层的耐冲蚀磨损性能.     

Q345R板材表面冷喷涂Al-Zn涂层的组织及性能研究

目的 研究添加元素Zn含量的变化对涂层的显微组织、孔隙率、硬度及涂层-基体间界面结合强度等的影响规律.方法 采用冷喷涂技术在Q345R板材表面制备性能优良的纯Al和Al-Zn复合涂层,通过扫描电子显微镜对涂层的形貌进行分析,通过维氏显微硬度计对涂层的力学性能进行表征,并揭示涂层与基体间的界面结合机理.结果 冷喷涂纯Al...     

不同厚度8YSZ热障涂层的结构及性能表征

目的探究厚度变化对8YSZ热障涂层结构、力学性能以及抗热震性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂技术(HVOF)和大气等离子喷涂技术(APS)分别制备了Ni CoCrAlTaY粘结层和厚度为500μm、1.0mm、1.5mm的8YSZ陶瓷涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜和X射线衍射仪(XRD)对喷涂粉末和涂层的形貌、物相进行了表征,借助显微硬度计和万能材料试验机分别考察了涂层的硬度和结合强度,最后采用水淬法对涂层的抗热震性能进行了测试。结果不同厚度的8YSZ涂层均由非平衡的四方相(t′-YSZ)组成,且断面呈现出明显的层状结构。随着厚度的增加,涂层中逐渐产生了明显的网状纵向裂纹和边缘界面裂纹。涂层的表面和截面显微硬度都不随厚度的增加而发生显著变化,并且所制备的涂层在整个截面上的显微硬度都比较均匀。涂层的结合强度随着涂层厚度的增加而显著降低。热震试验过程中,三种厚度涂层皆以界面开裂的形式失效,且厚度越大的涂层热震寿命越短。结论 8YSZ热障涂层的厚度变化对其微观形貌、结合强度以及抗热震性能皆有显著影响,而对涂层的物相组成以及显微硬度无明显影响。     

Study on Laser Cladding NiAl/Al2O3 Coating on Magnesium Alloy

利用等离子喷涂技术,在AZ91D镁合金表面制备NiAl/Al2O3涂层,并通过激光对涂层进行重熔处理。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试手段分别研究了涂层在激光重熔前后的相组成和形貌,涂层的结合强度和孔隙率分别采用拉伸法和光学显微镜(OM)测量,利用显微硬度计测量重熔前后涂层的显微硬度。结果表明:经激光重熔处理后,NiAl过渡层与基体及Al2O3涂层界面处出现了具有冶金结合的特征,涂层的结合强度由原来的11.34提高到33.2MPa;涂层的孔隙率则由原来的10.23%下降到4.10%,涂层变得更致密;涂层中的亚稳相γ-Al2O3全部转变为稳定相α-Al2O3;涂层的显微硬度HV0.05由3290MPa提高到5200MPa,有利于其耐磨性的提高。     

Drilling of X2CrNi 19 11 stainless steel with hiped NiTi coating

This study investigated suitability of TiN and TiCN-coated cemented carbide tools in the machining of conventionally produced stainless steel with HIPed (Hot Isostatic Pressed) NiTi coating. Near-equiatomic nickel–titanium alloy (NiTi) has many attractive material properties, such as pseudo-elasticity and shape memory effects, which result into beneficial engineering properties, e.g. as cavitation resistant coatings in addition to its well-known shape memory properties. Stainless steels are often considered to be poorly machinable materials; materials with high elasticity are also difficult to machine. In drilling stainless steel with a pseudo-elastic coating material, machinability difficulties are caused by the high strength and work hardening rate of steel and the pseudo-elastic properties of the coating material. The machinability was studied by analyzing cemented carbide drills and chips. The interface between stainless steel and NiTi coating was examined with SEM (scanning electron microscopy) and EDS (energy dispersive spectroscopy) analysis. The effect of feed rate on chip formation and tool wear was analyzed. The cutting tests indicated that cutting speeds of 50 m/min, a feed rate of 0.1–0.2 mm/rev, and solid carbide drills can be applied, from a machinability standpoint. A HIPed pseudo-elastic coating decreases machinability. When effective cutting speeds and feed rates were utilized, optimal tool life was achieved without a decrease in coating properties.     

激光熔炼Ti5Si3／NiTi金属间化合物合金的组织及耐磨性

设计并利用激光熔炼技术制备出了以Ti5Si3为增强相、以NiTi为基体的金属间化合物新型耐磨合金，研究了增强相Ti5Si3的含量对合金显微组织、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明，随Ti5Si3含量的增加，合金显微组织由亚共晶向共晶、过共晶转化，增强相Ti5Si3由细层片状共晶相向块状初生相转变，合金显微硬度随之显著提高；在室温干滑动磨损条件下，Ti5Si3／NiTi金属间化合物合金具有优异的耐磨性，并随Ti5Si3增强相的增加而显著提高。Ti5Si3增强相的高硬度和NiTi基体的高韧性及伪弹性效应是该合金具有优异耐磨性能的主要原因。     

AZ91D压铸镁合金激光局部重熔区气孔的形成机制

采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱分析仪(XPS)等分析手段,研究了NiTi合金表面绝缘膜的结构及成分,从而探讨非阀金属NiTi合金表面微弧氧化陶瓷膜层的形成机制.结果表明,NiTi合金微弧氧化过程中的电流密度-时间曲线与纯钛形状基本一致,也可分为3个阶段,但其最大的电流密度为后者的13倍;NiTi合金表面的绝缘膜主要是通过电化学沉积形成的Al2O3及少量的TiO2、Ni2O3和磷酸盐薄膜,这一绝缘膜就相当于阀金属的阳极氧化膜,为NiTi合金进行微弧氧化处理提供了前提条件;NiTi合金表面的陶瓷膜层主要来源于电解液中的铝酸根离子和少量的基体Ni和Ti(包括固态的和溶解于电解液中离子态的),经反复的放电、熔融、喷射、冷却、凝固,发生一系列的电化学、等离子体化学和热化学反应最终形成表面粗糙多孔陶瓷膜层.     

Laser surface alloying fabricated porous coating on NiTi shape memory alloy

Laser surface alloying technique was applied to fabricate a metallic porous coating on a solid NiTi shape memory alloy. By laser surface alloying a 40%TiH2-60%NiTi powder mixture on the surface of NiTi alloy using optimized laser process parameters, a porous but crack-free NiTi layer can be fabricated on the NiTi substrate. The porous coating is metallurgically bonded to the substrate NiTi alloy. The pores are uniformly distributed and are interconnected with each other in the coating. An average pore size of less than 10μm is achieved. The Ni content of the porous layer is much less than that of the original NiTi surface. The existence of the porous coating on the NiTi alloy causes a 37% reduction of the tensile strength and 55% reduction of the strain as compared with the NiTi alloy. Possible biomedical or other applications for this porous surface with good mechanical strength provided by the substrate are prospective.     

复合活化处理镍钛合金及磷灰石层的仿生沉积

利用H2O2和NaOH溶液对近等原子比NiTi记忆合金（SMA）进行复合活化处理,并采用XRD,SEM,XPS,FTIR等研究了活化处理后NiTi SMA的表面结构及其在模拟体液（SBF）中磷灰石涂层的仿生沉积过程.结果表明：复合活化处理后NiTi SMA表面为贫Ni、富含Ti-OH的蠕虫状活性层,由结晶度较低的TiO2,钛酸纳（Na2TiO3）及少量的Ni2O3组成,在SBF中表面活性层诱导磷灰石形核及生长,短期内在镍钛基体表面获得了理想的磷灰石层.     

预置填充稀土激光焊接对TiNi形状记忆合金功能性的影响

采用Nd-YAG连续激光器对2 mm厚Ti-Ni50.9at%形状记忆合金进行焊缝预置填充材料激光焊接,预置填充材料是通过熔炼方法制备的添加2%(质量分数)稀土元素La和Ce的与母材同等原子比的TiNi合金.对形状记忆合金母材及焊缝(无填充稀土与填充稀土)的马氏体相变行为、机械性及超弹性进行了对比研究.利用差热分析仪(DSC)测试焊缝及母材的马氏体相变及温度;通过应力-应变拉伸测试母材及焊缝的机械性能及超弹性.结果表明:由于填充稀土,使TiNi形状记忆合金马氏体相变温度Ms和终了温度Mf提高,同时使马氏体向奥氏体转变的起始温度As和终了温度Af提高,奥氏体的相变区间缩小:填充稀土焊接接头的抗拉强度比无填充稀土焊接接头有明显提高,填充稀土焊接接头试样断裂前可以承受比母材更大的变形;填充稀土激光焊缝呈现较好的超弹性.     

NiTi形状记忆合金超弹性的研究进展

近年来 ,有关NiTi形状记忆合金的研究取得了很多进展 ,本文主要介绍了NiTi形状记忆合金超弹性的基础研究、力学行为、在耐磨损性能方面的应用研究以及数学方面的某些进展和重要问题     

生物医用钛合金及生物涂层制备技术研究进展

介绍了医用钛合金及生物涂层制备技术的研究状况和最新进展,指出了生物医用钛合金和生物涂层制备技术研究中存在的问题和发展方向。     

退火工艺对NiTi形状记忆合金恢复力的影响

通过力学性能测试、显微组织观察和预应变后约束下的恢复力测试等手段,研究了退火工艺对Ni50.2Ti49.8合金恢复力的影响.结果表明,预应变为12%时,恢复力达到最大;退火温度升高,恢复力下降.合金的屈服强度是影响恢复力的重要因素,屈服强度越高,在马氏体逆相变过程的相界面迁移能力越强,恢复力就越大.