高能脉冲类激光熔覆镍基合金层的组织及性能

为了提高304不锈钢表面的综合性能,采用高能脉冲类激光熔覆沉积技术在304不锈钢表面制备了镍基合金熔覆层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、销-盘磨损试验机与电化学测试系统对镍基合金熔覆层的显微组织、相结构、耐磨损性能和电化学腐蚀性能进行了研究.结果表明,镍基合金熔覆层与304不锈钢基材呈良好的冶金结合,熔覆层的相对耐磨损性为304不锈钢基材的4.4倍.熔覆层组织由γ-Ni基体相、Ni_3Mo、Fe_7Mo_3和Cr_(23)C_6碟状增强相与不规则棒状增强相组成.增强相是提高耐磨损性能的主要原因,增强相与基体相的电极电位差是导致腐蚀电流密度增加的主要原因.     

Setllite Ni60等离子弧熔覆层的磨损机理研究

运用热等离子弧熔覆法，在Q235基体表面熔覆了镍基合金，对合金的组织及形成原因进行了分析，同时研究了熔覆层和基体的界面。试验表明，熔覆层有较好的耐磨性。指出其原因主要是因为形成大量的高强韧镍基固溶体和耐磨的硬质相及表面形成的细小组织对耐磨性的贡献，并从多方面分析了耐磨机理。     

热等离子弧熔覆层的耐磨性研究

运用热等离子弧熔覆法,在Q235基体表面熔覆了镍基合金,对合金的组织和形成原因及熔覆层和基体的界面进行了分析研究。实验表明,熔覆层有较好的耐磨性,主要是形成大量高强韧的镍基固溶体和耐磨的硬质相及表面形成的细小组织对耐磨性的贡献,并分析了磨损机理。     

氩弧熔覆镍基自熔合金的工艺研究

采用氩弧熔覆工艺在Q235钢基体上获得了F102Fe镍基合金熔覆层.测试了涂层的硬度和耐腐蚀性，借助光学金相显微镜、扫描电子显微镜观察其显微组织，进而对熔覆工艺、合金组织及熔覆层性能之间的关系进行详细阐述.研究结果表明，采用氩弧熔覆工艺可以在Q235钢基表面上获得与基体结合良好、组织细密、具有较高硬度和耐蚀性的F102Fe合金熔覆层.在相同的情况下，增加电流强度或减少熔覆层的厚度，组织由共晶向亚共晶转变；随熔覆层的硬度、耐蚀性降低，塑性有所改善.     

Q235钢表面等离子弧熔覆自粘结镍基WC的研究

在Q235钢基体上采用等离子弧熔覆自粘结镍基WC合金粉末,制备具有冶金结合的复合熔覆层.采用OM、SEM、EDS研究了熔覆层的组织,利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度分布.结果表明:熔覆层中WC颗粒全部熔解,熔覆层与钢基体形成冶金结合,熔覆层硬度达470 HV,熔覆层主要强化机制是碳化物的弥散强化,W、C、Cr等合金元素溶入γ-Ni(Me)中产生的固溶强化.     

基于同步送粉法的锅炉管高频感应熔覆组织性能

采用高频感应熔覆技术,在12Cr Mo V合金结构钢材质的锅炉管表面进行了采用热喷涂、水玻璃作为黏结剂冷预置涂层、高频感应同步送粉器直接将合金粉末送于锅炉管表面3种工艺方法制备Ni Cr Si B耐磨合金涂层实验研究,用SEM和能谱仪分析了基体与熔覆层界面和熔覆层间的微观组织及成分,开展了硬度测试实验.结果表明:在熔覆电流为830 A、熔覆频率为250 k Hz的条件下,热喷涂法得到的熔覆层与基体有明显的间隙;水玻璃作为黏结剂冷预置涂层法获得的熔覆层有夹渣且表面不平整;而同步送粉法得到的熔覆层表面平整,熔覆层和基体间有明显的锯齿状白亮带,表明熔覆层和基体形成良好的冶金结合,熔覆层平均硬度为310 HV,是基体硬度的2倍.可见同步送粉高频感应熔覆工艺相对于预涂层法高频感应熔覆具有环保、加工效率高、无空隙夹渣、圆柱面平整度高、低成本等明显优势。     

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。     

铁基自熔合金等离子熔覆层的微观组织及强化机理研究

采用金相显微镜(OM)、附带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)技术及显微硬度分析手段研究了铸铁表面铁基自熔合金粉末等离子熔覆层的微观组织及强化机理.结果表明,采用等离子熔覆技术,铁基合金粉末可在铸铁表面获得与基体冶金结合良好、无裂纹的强化层.熔覆层微观组织主要由近似于六方形或板条状、U形、L形或H形的初生(Cr,Fe)7C3相及短杆状、小块状或颗粒状的(Cr,Fe)7C3共晶碳化物、α-(Fe,Cr)和Fe3C组成,熔覆层与基体界面为细小的共晶莱氏体组织.熔覆层显微硬度可达600~1200HV0.2,熔覆层中高硬度的(Cr,Fe)7C3相、Fe3C相的存在、大量Cr、Si溶质原子溶入基体引起的固溶强化和快速加热及快速冷却产生的细晶强化是熔覆层得以强化的主要原因.     

等离子熔覆Ni-Cr合金强化粮油食品机械螺杆的研究

采用等离子熔覆技术在粮油食品机械螺杆基材40cr合金钢表面等离子熔覆Ni-Cr合金涂层,研究了熔覆层的组织特征和显微硬度.实验结果表明:等离子熔覆层与基体的结合面是由等轴晶构成的,熔覆层与基体呈现良好的冶金结合状态;熔覆层中部分布着沿逆热流方向生长的排列较规则的枝晶组织;熔覆层表层是细小的枝晶组织.当扫描速度一定时,较高的熔覆功率下的熔覆层内的枝晶和等轴晶得到细化.熔覆层的显微硬度呈梯度过渡到基体,熔覆层外层硬度值最高,在结合面附近硬度出现显著的变化,但熔覆功率对熔覆层硬度的影响并不显著.     

激光熔覆Co基合金/MoSi_2复合涂层显微组织分析

在304不锈钢表面预置Co基合金和MoSi2混合粉末,采用激光熔覆技术制备Co基合金/MoSi2复合涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X衍射仪对熔覆层显微组织进行分析,并测试其显微硬度.结果表明熔覆层与基体呈良好的冶金结合.熔覆层中存在两种明显不同的凝固特征：一是MoSi2的添加量在0～20%之间,涂层组织主要由柱状树枝亚共晶和枝晶间共晶组成;二是MoSi2的添加量在30%～80%之间时,涂层组织主要是形貌各异的小平面树枝过共晶组成如竹叶状、星状、蝴蝶状、花瓣状等.其中Co基合金/40wt.%MoSi2复合涂层的平均显微硬度达到最大值1 455 HV0.2,是基体材料的4.9倍.     

Microstructure and abrasion wear behavior of Ni-based laser cladding alloy layer at high temperature

Ni-based alloy coating on 21-4-N heat-resistant steel was prepared using CO2 laser, and the high-temperature abrasion wear was tested. The microstructure of this cladding layer and its abrasion wear behavior at high temperature by changing compositions and temperatures were investigated by means of optical microscope and scanning electron microscope. Among the three compositions of cladding layer, i.e. Ni21 ＋20% WC＋0. 5 % CeO2, Ni25＋20 % WC＋0. 5 % CeO2 and Ni60 ＋ 20 % WC ＋ 0. 5 % CeO2, the experimental results show that Ni21 ＋ 20 % WC ＋ 0.5?O2 cladding layer is made up of finer grains, and presents the best abrasion wear behavior at high temperature. The wear pattern of laser cladding layer is mainly grain abrasion at lower temperature, and it would be changed to adhesive abrasion and oxide abrasion at higher temperature.     

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.     

冷扎Q235钢/激光熔覆合金钢摩擦磨损

通过对9SiCr钢表面进行合金激光熔覆处理,在摩擦磨损实验机上对熔覆合金钢与Q235钢配副进行了摩擦磨损性能实验.通过摩擦磨损实验研究了参数如载荷、滑动距离、滑动速度、润滑条件等对Q235钢与熔覆合金钢的磨损量的影响,熔覆合金钢与Q235钢的磨损量与压力和滑动速度成正比.Ni合金钢的耐磨性比Co合金钢要好.通过扫描电镜分析了熔覆合金磨损机理,熔覆合金钢磨损主要以磨粒为主,同时表面存在大量凹坑,而Q235钢以磨粒和塑性变形为主.     

W对Co基合金熔覆层组织和耐锌蚀性能的影响

为了提高热镀锌生产线关键部件的使用寿命并节约热镀锌成本,采用半导体激光器在316L不锈钢表面制备了具有不同成分的两种钴基合金熔覆层.分别对激光熔覆层的组织形貌、成分、相结构、显微硬度及耐锌蚀性能进行了研究.结果表明,W元素的加入使得熔覆层晶粒发生细化,熔覆层组织主要由γ-Co固溶体、Co_3Mo_2Si相和少量Cr_7C_3相组成,同时还生成了少量弥散分布的Co_6W_6C相.添加W元素后熔覆层的平均硬度可达986 HV,相比未添加W元素的Co基合金熔覆层约增加了114 HV,且约为316L不锈钢的4.5倍.与原Co基合金熔覆层相比,添加了W元素的Co基合金熔覆层中弥散分布的Co_6W_6C相使熔覆层耐锌蚀性能大幅度提高.     

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．     

激光熔覆制备TaC/FeCoCrNiTiMo熔覆层组织性能研究

采用激光熔覆技术在45#钢表面制备添加碳化钽(TaC)纳米颗粒的FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层,利用X线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）及显微硬度计分析测试熔覆层相结构、组织形貌及截面硬度. 研究表明,在FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层中添加TaC纳米颗粒后,其相结构以体心立方结构的FeCrNi固溶体和面心立方结构的NiCrCoMo固溶体为主,并含有极少量的金属间化合物,熔覆层维氏硬度（HV）达到1058.89 ,是基材硬度的两倍.     

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.     

Microstructure and wear resistance of in situ NbC particles reinforced Ni-based alloy composite coating by laser cladding

The in situ synthesized NbC particles reinforced Ni-based alloy composite coating was produced by laser cladding a precursor mixture of Ni-based alloy powder,graphite and niobium powders on a steel substrate.The microstructure,phase composition and wear property of the composite coating were investigated by means of scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffraction(XRD)and dry sliding wear test.The experiment results show that the composite coating is homogeneous and free from cracks,and about 0.8 mm thick.The microstructure of the composite coating is mainly composed of NbC particles,CrB type chromium borides,γ-Ni primary dendrites,and interdendritic eutectics.CrB phases often nucleate and grow on the surface of NbC particles or in their close vicinity.NbC particles are formed via in situ reaction between niobium and graphite in the molten pool during the laser cladding process and they are commonly precipitated in three kinds of morphologies,such as quadrangle,cluster,and flower-like shape.Compared with the pure Ni-based alloy coating,the microhardness of the composite coating is increased about 38%,giving a high average hardness of HV0.21000,and the wear rate of the composite coating is decreased by about 32%,respectively.These are attributed to the presence of in situ synthesized NbC particles and their well distribution in the coating.