Cr23C6,CrB/Ni3Al/γ-Ni激光复合涂层研究

在低碳钢基底表面激光熔覆Ni60AAA与镍包铝的混合粉,利用扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射等分析手段对涂层组织结构进行了分析.结果表明,涂层主要包含γ-Ni、Ni<,3>Al、Cr<,23>C<,6>和CrB相,其中先共晶γ-Ni为主要基体相,呈树枝晶形貌,Ni<,3>Al相也呈树枝晶形貌,游离、均匀分布于涂层;共晶体呈网状分布于两种树枝晶的晶界上;适当提高熔覆功率可以改善涂层的成形性及表面质量,在2.2 kW功率下,Ni60AAA与镍包铝激光合金涂层完整、致密,涂层与基体实现了完全冶金结合.     

镍包铝激光熔覆层的显微组织

以镍包铝粉末为原料,在低碳钢表面利用激光熔覆技术制备了Ni—Al合金覆层。采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等试验设备分析了熔覆层的组织结构。结果表明,熔覆层连续、致密,无宏观裂纹、夹杂等缺陷,并能与基体实现良好的冶金结合,但表面平整度稍差。Ni—Al熔覆层主要由树枝状NiAl相和位于枝晶间的γ-Ni固溶体构成。钢基体中的铁元素对Ni-Al熔覆层有较大的稀释作用,NiAl相和γ-Ni固溶体中均固溶有一定量铁元素,树枝晶NiAl和枝晶间γ—Ni固溶体中镍、铝和铁的原子百分数之比Ni：Al：Fe分别为43：32：25和50：18：32。     

铝合金表面激光熔覆NiCrAl/TiC涂层生成和强化机制

为了改善铝合金表面的磨损性能,在A390铝合金表面激光熔覆制备Ni Cr Al/Ti C复合涂层。借助XRD和EDS分析了涂层的物相组成;通过SEM分析了涂层的微观组织;结合Al-Ni二元平衡相图和热力学知识对熔覆层Al-Ni金属间化合物形成机制进行了分析。结果表明:涂层物相包括Al Ni、Al3Ni2、Ti C、Cr13Ni5Si2、Cu9Al4和少量α-Al相;涂层自下至上分别为胞状晶、柱状树枝晶和等轴晶;熔覆层中Ti C颗粒强化机制包括细晶强化、硬质相颗粒弥散强化和位错堆积强化;熔覆层平均显微硬度为676 HV0.2,是A390铝合金的4倍。     

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。     

等离子原位合成Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能研究

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni—Al金属间化合物涂层。借助金相显微镜、扫描电镜、 X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织和性能进行了研究。结果表明:当Ni和Al的质量百分比为4:1时,涂层与基体呈冶金结合,无裂纹和气孔等缺陷;涂层的主要组成相为Ni3Al和NiAl;涂层组织为细密的树枝晶;涂层的硬度高于基体,硬度可达630HV;涂层耐蚀性能良好。     

钛合金表面等离子弧熔覆原位自生镍基耐磨涂层的制备及微观结构表征

目的 在钛合金表面制备陶瓷相增强复合耐磨涂层。方法 采用等离子弧熔覆技术,在Ti6Al4V钛合金表面制备了原位自生TiB2、TiC、CrB陶瓷相增强镍基耐磨涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪检测了涂层的物相组成、组织组织以及微区化学成分,采用显微硬度计测试了涂层的硬度。结果 涂层靠近熔合线区域由Ni-Ti树枝晶及枝晶间的共晶组成,在涂层的中上部,大量原位增强相分布于镍基固溶体基体之中。在熔覆过程中,钛合金基材中的Ti元素同熔覆粉末中的B、C元素发生原位冶金反应形成TiB2、TiC增强相,CrB增强相为Ni基熔覆粉末中Cr、B元素反应形成,增强相的形态由各自的晶体结构及熔池凝固热力学与动力学条件决定。涂层的显微硬度得到显著提高,最高达1037HV0.2。结论 采用等离子弧熔覆技术,利用熔池内Ni-Cr-Ti-B-C合金体系的原位冶金反应,可以在钛合金表面制备原位自生TiB2、TiC、CrB增强镍基复合耐磨涂层。同Ti6Al4V基材相比,由于涂层具有大量增强相分布于镍基固溶体的组织特征,其显微硬度得到了显著提高。     

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。     

激光功率对Zr基复合涂层微观组织与性能的影响

选取Zr、Cu、Ni和Al的混合粉末为原料,在纯Ti基板上利用激光熔化沉积技术制备了Zr-Cu-Ni-Al单道熔覆涂层试样。采用X射线衍射分析仪、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪等研究了激光功率对熔覆层显微组织与性能的影响。研究结果表明:熔覆涂层组织由非晶和金属间化合物组成,基体Ti对熔覆层的稀释作用是涂层发生晶化的主要原因;熔覆涂层中树枝晶尺寸随着激光功率的增加而变大,熔覆试样的硬度也随着树枝晶尺寸的增大而降低,最高可达(631±4) HV0.3,约为基体硬度的5倍,对基体具有显著强化效果。     

等离子原位合成Ni-Al基金属间化合物涂层的研究

通过高温等离子光束激发不同配比的Ni、Al、Fe混合粉产生原位反应,利用扫描电镜(SEM)对原位反应获得的涂层的显微结构进行观察.并利用XRD进行成分分析.结果表明,实验获得的金属间化合物结构致密,并与基体呈冶金结合,其中质量比为1:1的Ni、Al混合粉末熔覆涂层的主要成分为NiAl,而加人Fe后得到的涂层成分为NiAl和Fe_3Al两种金属问化合物涂层.     

激光熔覆Ni-Si金属硅化物复合材料涂层显微组织与耐蚀性

以Ni,Si,Cr元素粉末为原料 ,利用激光熔覆技术在A3钢表面制得了Ni Si金属硅化物复合材料涂层。分析了该涂层的显微组织 ,采用测定阳极极化曲线的方法评价了该涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 及 3 .5 %NaCl水溶液中的耐蚀性能。结果表明 :激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层组织由Ni2 Si初生胞状树枝晶及枝晶间少量FeNi/Ni31Si12 共晶组成 ,涂层表面平整、组织细小、与基体间为完全冶金结合 ;涂层组织显微硬度在HV80 0～ 95 0之间且沿层深分布均匀 ;由于涂层组织组成相Ni2 Si和Ni31Si12 等本身均具有很好的耐蚀性并具有快速凝固细小均匀的显微组织 ,激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 及 3.5 %NaCl水溶液中均表现出优良的耐蚀性能。激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层可望成为一种很有发展前景的耐蚀涂层新材料。     

奥氏体不锈钢表面激光熔覆锆涂层的组织及硬度

为了提高常用奥氏体不锈钢的表面性能,延长其服役寿命,拓宽其使用价值,采用激光熔覆技术在一种典型奥氏体不锈钢表面制备了锆涂层,借助金相显微镜、XRD、ECC、EDS对熔覆涂层的微观组织进行了表征,利用维氏硬度测试仪对熔覆涂层和基体的硬度进行了测试。结果表明,锆涂层与基体具有良好的冶金结合,其中涂层晶粒主要呈树枝晶形貌,基体晶粒主要呈含退火孪晶的等轴晶形貌。激光熔覆涂层中Zr、Si元素主要富集在枝晶内,Fe、Cr元素主要富集在枝晶间,Ni、Mn元素分布较均匀。涂层区的硬度(约743.2 HV0.1)相较于基体区(230.5 HV0.1)有了显著提升,约为基体的3.2倍。这可能与涂层部分形成的枝晶结构的微观组织和其中的元素偏聚有关,此外第二相强化也不可忽视。     

Ti811表面激光熔覆制备Ni基复合涂层的微观组织分析

在Ti811钛合金表面采用同步送粉技术,激光熔覆TC4+Ni45+NiCr-Cr_3C_2+CeO_2混合粉末,制备了Ni基激光熔覆涂层。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)等手段分析了涂层的微观组织和相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,涂层主要包括基底α-Ti、金属间化合物Ti_2Ni、硬质相TiC及TiB_2。熔体中加入稀土CeO_2,一方面促进初生树枝晶TiC的生长,另一方面增加共晶TiC的形核率并抑制其长大,最终,TiC在涂层中以树枝晶和等轴共晶两种形态存在。熔覆层的显微硬度最高达到1100 HV1.0,约为基底显微硬度的3倍。     

等离子原位合成Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能研究

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni-A1金属问化合物涂层。借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织和性能进行了研究。结果表明：当Ni和Al的质量百分比为4：1时，涂层与基体呈冶金结合，无裂纹和气孔等缺陷；涂层的主要组成相为NiAl和NiAl；涂层组织为细密的树枝晶；涂层的硬度高于基体，硬度可达630HV；涂层耐蚀性能良好。     

等离子弧熔覆添加Al2O3+TiO2铁基合金涂层组织和耐磨性

在Q235钢表面用等离子弧熔覆Ni-Cr-B-Si-Fe铁基合金涂层及添加不同含量Al2O3 TiO2铁基合金复合涂层,比较研究了这两种涂层的组织、显微硬度和磨损性能。结果表明,添加Al2O3 TiO2后的铁基复合涂层界面的生长形态发生变化,由初生的细长柱状树枝晶转变为小的枝晶,并且提供了形核的核心,细化了晶粒;其组织主要由晶粒细小的γ-Fe为基,以Cr23C6,Fe3C,Al2O3 TiO2为增强相的复合涂层;熔覆层的显微硬度可达600～655HV0.2。     

Ni60对AlCoCuFeMnNi高熵合金涂层的影响

采用等离子熔覆技术,在Q235钢基体上制备了添加Ni60合金的AlCoCuFeMnNi高熵合金涂层。利用XRD,SEM和EDS研究了涂层的显微组织和相组成,并测试了其显微硬度。结果表明,合金涂层主要由BCC枝晶和FCC枝晶间组织构成,添加Ni60后枝晶间还生成了长条状的Cr_7C_3相,枝晶内的Cr_7C_3相为颗粒状。添加Ni60后涂层硬度最大值达到690 HV0.2,明显高于未添加Ni60涂层的370 HV0.2,涂层硬度提高的主要原因是添加Ni60后涂层中生成了硬质相Cr_7C_3。     

退火温度对激光熔覆AlFeCrCoNiTi高熵合金涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆法制备AlFeCrCoNiTi高熵合金涂层,研究涂层经600、800和1200℃退火处理后的组织和性能。结果表明:快速凝固抑制了该合金涂层金属间化合物的析出,涂层组织为树枝晶结构,主要由体心立方固溶体(BCC)构成,具有较高的硬度,其平均显微硬度为698HV;经不同温度退火后,涂层组织长大不明显,硬度没有明显下降,相结构和硬度的高温稳定性好;Fe、Al在枝晶中富集,而Cr、Co、Ni、Ti在枝晶间富集;随着退火温度升高,偏析程度加剧。     

TiB2对Ni基合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用5 kW CO2激光器在低碳钢表面熔覆Ni基合金层及TiB2/Ni基合金金属陶瓷涂层,研究了两种涂层的组织、显微硬度以及滑动磨损特性.结果表明,Ni基合金层主要组成相为γ-(Ni,Fe),Cr23C6等,TiB2/Ni基合金复合涂层组成相主要有γ-(Ni,Fe),Ni3B,TiB2和TiC等;Ni基合金层由发达γ-(Ni,Fe)枝晶和其间共晶组织所组成,TiB2/Ni基合金复合涂层典型组织为等轴固溶体以及其间细小共晶组织;TiB2对熔覆层的组织有显著的影响,使熔覆层组织细化,并由树枝晶转变为等轴晶;加入TiB2可显著提高Ni基合金涂层的显微硬度及耐磨性能.     

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。     

等离子熔覆AlCoCrCuFeNiMnV_(0.2)C_x高熵合金的组织结构

利用等离子熔覆技术在Q235钢板上制备Al Co Cr Cu Fe Ni Mn V0.2Cx(x=0,0.02,0.05,0.1,0.2,摩尔比)高熵合金熔覆层,采用XRF、OM、SEM、XRD、显微硬度计等分析了熔覆层的合金成分、微观组织、物相结构以及显微硬度。结果表明,熔覆层基体组织均为典型的树枝晶结构,由FCC+BCC固溶体组成,枝晶为BCC相,枝晶间为FCC相。当x为0.05~0.2时,熔覆层组织中有大量VC相在枝晶内析出,其形态多呈十字状和多边形颗粒状。由于碳的固溶强化作用和VC的析出相强化作用,随着碳含量的增加,熔覆层显微硬度呈增大的趋势,当x=0.2时,显微硬度达到572.4 HV。     

镁合金表面激光制备镍铝青铜涂层

利用激光熔覆的方法在AZ31B镁合金表面制备镍铝青铜涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度仪对涂层的微观形貌、物相以及显微硬度进行分析,采用PS–168A型电化学测量系统对涂层以及母材进行电化学腐蚀性能测试。结果表明,涂层内白色基体上析出富Cr的玫瑰状和块状的K相,涂层的物相主要由FeAl3、Al3Ni、Ni、Cu、Cr等组成,涂层的显微硬度最高可达602 HV0.2,较母材的50 HV0.2提高了约11倍,涂层的腐蚀电位?1.02 V较母材的?1.49 V提高了0.47 V。