稀土元素对油管激光合金化层组织及性能影响

在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B4C-La2O3合金粉末,通过激光处理获得与基体冶金结合良好的合金化层,研究La2O3添加量对激光合金化层组织和性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度计对合金化层的组织及显微硬度进行测试分析,利用电化学测试系统测试合金化层的动电位极化曲线。结果表明,La2O3添加量影响N80油管表面激光合金化层原位生成TiB2,TiC相的尺寸及分布、硬度及耐蚀性。当La2O3的加入量为0.5%时,激光合金化层中TiB2,TiC增强相细小且分布均匀,硬度最高,耐蚀性得到改善。     

9CrSi钢表面激光合金化的组织与性能

以亚微米级WC/Co金属陶瓷复合材料为涂层材料,采用激光合金化技术在9CrSi表面制备出硬度高、耐磨的合金化层.利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)等分析测试手段对激光合金化层的显微组织和物相构成进行了分析,并对合金化层进行了硬度和摩擦性能测试.结果表明,激光合金化层与基材形成了良好的冶金结合.激光合金化层可分为合金化区,热影响区和基体区三部分.其中合金化区组织为基体马氏体上分布着网状枝晶碳化物,网状枝晶间弥散分布着碳化物小颗粒,热影响区组织由马氏体及残留奥氏体组成,基体区组织无明显变化.合金化层的显微硬度达到900 HV0.2,干摩擦条件下材料磨损量是基材9CrSi的1/9,合金化涂层的耐磨性得到显著的提高.     

工艺参数对60CrMnMo钢表面激光陶瓷合金化涂层组织与硬度的影响

采用CO2激光器在60CrMnMo钢表面进行激光陶瓷合金化,保持激光功率、搭接率不变,研究了扫描速度和预涂层厚度对合金化层的组织与硬度的影响.利用OM、SEM、显微硬度计对激光合金化层的组织和横截面显微硬度分布进行研究.结果表明,激光合金化层与基体形成了冶金结合,随扫描速度的增加,合金化层厚度减小,合金化层硬度先提高后降低.随预涂层厚度的增加,合金化层硬度也提高.当激光功率为4000W,搭接率为30％～40％,光斑尺寸为3～3.5 mm,预涂层厚度为30～35 μm,扫描速度为2.0 m/min时,合金化层的平均显微硬度最高为1101HV0.2,是基体材料(250 HV)的4.4倍左右.     

TC4钛合金表面激光NiAl-VC复合合金化的试验研究

为了改善钛合金表面性能,采用CO2激光器在钛合金表面进行了NiAl-VC复合合金化试验,分析了合金化层的组织结构和物相组成,测试了合金化层的显微硬度.结果表明,由于温度梯度和冷却速度的差异,合金化层的最表层、次表层与中下层呈现出不同的组织结构.合金化层与基体实现冶金结合,合金化层含有TiC、Al2NiTi3C、NiTi、Ti2 Ni及Ti3Al多种增强相,使得其显微硬度达996 HV0.1,比基体有较大提高.     

45钢激光WC合金化组织与性能的研究

在45钢表面进行了碳化钨(WC)激光合金化实验,利用金相显微镜、维氏硬度计等设备检测了合金化层的组织和性能.实验表明:激光合金化层组织致密,晶粒细化,与基体呈冶金结合.其中,合金化区为含碳量过饱和的奥氏体树枝晶组织,热影响区为板条状淬火马氏体组织.合金化区平均硬度700 HV0.2,相变硬化区平均硬度550 HV0.2,硬度呈梯度过渡.通过与氮化试样的比较,表明激光合金化试样的强化层深度、平均硬度均高于氮化试样.45钢零件经激光合金强化后,使用寿命大大提高.     

低碳钢表面Cr—Ni激光合金化的耐蚀性

研究了低碳钢表面Ｃｒ－Ｎｉ激光合金化工艺,并对处理后的合金层组织与性能进行了测试分析。结果表明,Ｃｒ－Ｎｉ激光合金化可获得一特殊的显微组织形态,它不但具有高的硬度,而且有着极强的耐蚀性,由于激光的作用,使低碳钢的基体也产生了一定的强化效果。     

30CrMnSi镀铬后激光表面合金化

为研究激光表面合金化工艺对镀铬后30CrMnSi组织与硬度的影响,以CO2激光器为热源,采用正交试验法,对其表面进行单道扫描,获得了金相组织和显微硬度均优于基体的合金化层.研究结果表明:激光合金化层晶粒显著细化,平均硬度明显高于基体硬度.激光功率500W,扫描速度10mm/s,保护气体流量10L/min时,合金化层组织细小均匀致密,最高硬度达829HV,约是基体硬度的2.6倍.     

SUJ2表面等离子Cu合金化层的组织及摩擦性能研究

为提高SUJ2的减摩效果和耐磨性,利用等离子束表面合金化技术在SUJ2表面制备Cu颗粒合金化层,研究了不同主弧电流(70、90、110 A)对合金化层的组织与摩擦性能的影响。结果表明:低电流下,无合金化层形成,热影响区的显微组织主要为隐晶马氏体、残余奥氏体和球状碳化物;随着电流增大,出现合金化层,组织为片状马氏体和残余奥氏体,并伴随Cu颗粒溶入。通过显微硬度测试发现合金化层硬度相比于基体硬度提高约4倍。由磨损试验可知,室温下与基体试验相比,合金化试样的摩擦因数降低约29.7%~42.8%,磨损机制主要为磨粒磨损和少量粘着磨损。综合比较各个试样的显微硬度和摩擦因数,主弧电流为90 A时试验的摩擦性能最佳。     

纯铜表面激光熔覆WC-Co涂层研究

利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在纯铜基体上制备WC-Co涂层.利用维氏硬度计测试了其显微硬度,用扫描电镜分析了激光熔覆层的微观形貌.结果表明:所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成了良好的冶金结合.熔覆区表层的WC颗粒均匀分布,颗粒较小,形成了一层硬度很高的耐磨层,在熔化区中下部,组织为基体Cu和Co、W等组成的固溶体以及呈散落状分布着一些未熔化的大小不一的WC颗粒.激光熔覆区的显微硬度约为基体的10倍.     

30CrMnSi镀镍后激光表面合金化

为研究不同激光工艺参数对合金化层组织和硬度的影响,对镀镍后的30CrMnSi钢表面进行单道扫描,获得了金相组织和显微硬度较基体理想的合金化层.研究结果表明:激光合金化层晶粒显著细化,平均硬度明显高于基体硬度.影响激光合金化效果的主要因素是激光功率和扫描速度.本试验条件下的最优工艺参数为:激光功率600W,扫描速度5mm/s,保护气体流量20L/min.此时,合金化层金相组织细小均匀致密,平均硬度达590HV,约是基体硬度的2.6倍.     

TC4钛合金表面激光熔覆掺Y2O3复合涂层的显微组织和性能

目的提高钛合金表面的耐磨性能。方法在TiB_2:TiC=1:3的粉末配比下,添加不同质量分数Y_2O_3稀土氧化物,制备成膏状混合粉末。采用5 k W横流CO_2激光器,在TC4钛合金表面激光熔覆掺Y_2O_3的TiB_2和TiC粉末,制备耐磨性复合涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对激光熔覆层的微观形貌和组织成分进行了分析;用显微维氏硬度计对熔覆层的显微硬度进行了测量;用万能摩擦磨损试验机对熔覆层的耐磨性能进行了测试。结果添加4%Y_2O_3后,熔覆层中部组织明显细化,结合区由致密组织结构转变为晶须网状结构;熔覆层的最高显微硬度为1404.6HV0.2,是基体的3.7倍;熔覆层的磨损量减少了66.67%,且其摩擦系数有明显的降低。结论添加4%Y_2O_3对TC4钛合金表面激光熔覆TiB/TiC复合熔覆层耐磨性能有显著的提高。     

Improvement of the wear resistance of titanium alloyed with boron nitride by electron beam irradiation

Surface alloying of commercially pure titanium was carried out with an electron beam (EB) apparatus using a boron nitride powder which was previously deposited on its surface by Atmospheric Plasma Spraying (APS) in order to produce a composite layer with high wear resistance.Electron beam surface alloying is an important surface engineering routine that involves melting of a pre-deposited layer or concomitantly added alloying elements/compounds with a part of the underlying substrate by direct energy electron beam irradiation to form an alloyed zone characterized by a novel microstructure and composition.The present study is concerned with the influences of EB-remelting process on the wear resistance of the alloyed titanium material. The microstructure, corrosion resistance and phase analysis were also examined. Scanning electron microscopy (SEM), light microscopy (LM) and X-ray Diffraction (XRD) were performed to characterize the phase modification and morphology after the EB treatment. The sliding wear as well as the hardness of the remelted material was significantly improved (in comparison with pure Ti) through this alloying technique. The corrosion behaviour of the modified surfaces was compared with that of Ti in order to demonstrate that its initial good corrosion resistance is not strongly influenced due to surface alloying.     

45钢电子束扫描表面W合金化组织和硬度

电子束扫描表面合金化技术可以改善钢铁材料的组织及性能. 采用等离子热喷涂技术和电子束扫描技术对45钢表面进行熔覆合金化处理. 研究电子束扫描对强化层组织和硬度的影响,探讨了电子束功率、扫描速度对强化层组织和硬度的影响规律. 结果表明,45钢经表面合金化处理后,其表面可分为合金化区、热影响区和基体区. 合金化区的显微组织为针状马氏体和碳化钨颗粒,硬度为1 250 HV,是基体硬度的5倍. 热影响区的组织为针状马氏体和铁素体,硬度为860 HV,是基体的3倍. 基体区的组织为珠光体和铁素体. 电子束工艺参数对强化层组织和硬度有较大影响,强化层厚度随电子束功率的增加而增大,随着扫描速度的增加而减小.     

Effect of power on microstructure and properties of laser cladding NiCrBSi composite coating

A laser clad NiCrBSi composite coating was fabricated on the surface of 42CrMo steel using 6?kW fibre laser. The morphology and composition of the composite coating formed under different powers were studied using scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, X-ray diffraction spectroscopy. The microhardness and wear resistance were measured with a MICROMET-5103 digital microhardness tester and a MM-200 ring-block wear testing machine, respectively. The results showed that the cladding layer and the substrate have good metallurgical bonding. The microstructure nearing the fusion line is a columnar grain and that of the cladding layer is mainly a cellular grain. The main phases of the laser cladding layer are γ-Ni, (Fe,Ni), M₇C₃, M₂₃C₆ and CrB. The dilution rate of the laser cladding layer increased with the increase of laser power. The microhardness of the cladding layers decreased with the increase of laser power, and wear resistance of the cladding layer first increased and then decreased with the increase of laser power. When the laser power was 2000?W, the wear resistance of the composite coating was at its highest.     

S31000不锈钢表面激光熔覆Stellite12合金层的组织和性能

针对高温阀门密封副易发生擦伤、碰伤等问题,采用激光熔覆技术在S31000不锈钢密封副基体表面制备了Stellite12合金层。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、显微硬度计及均匀腐蚀全浸试验,研究了熔覆层微观组织、显微硬度和均匀腐蚀性能。结果表明,熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,微观组织主要由平面晶、柱状晶和等轴晶的枝晶结构组成。熔覆层显微硬度较高,平均显微硬度为600.68 HV0.3;基体的显微硬度最低,平均显微硬度为204.57 HV0.3。相比于S31000不锈钢的腐蚀速率,表面激光熔覆Stellite12合金后,腐蚀速率显著降低。同时,S31000不锈钢表现出尺寸不均的腐蚀坑现象,Stellite12合金层表现出较均匀的腐蚀行为,但在晶界处的腐蚀现象比晶内更为明显。     

γ-TiAl合金表面辉光等离子Ni-Cr共渗层的组织与性能

采用双层辉光等离子表面冶金技术在γ-TiAl合金表面进行Ni-Cr共渗处理,形成均匀致密的Ni-Cr合金层,通过SEM、EDS、XRD等对其渗层显微组织、化学成分和相结构进行分析,并测试了合金层的显微硬度及耐磨性。结果表明,合金层有效渗层厚度为25μm,主要由Cr2 Ti、AlTi、Cr、NiTi2、Cr1.75 Ni0.25 Ti等相组成;合金层中合金元素Cr和Ni由表及里呈梯度分布,合金层与基体结合牢固;合金层的显微硬度、动态硬度及摩擦磨损性能显著高于基体。     

球墨铸铁轧辊表面镍基激光合金化层及其磨损性能

采用激光合金化技术在球墨铸铁QT600-3表面制备镍基合金强化层,通过XRD、SEM和摩擦磨损试验等研究了不同激光扫描速率对合金化层物相、微观结构、力学性能、常温和高温摩擦学性能的影响,并使用Raman光谱仪对磨痕进行分析。结果表明:Ni合金化层与基体冶金结合好、显微硬度高(高达720 HV0.1)、高温摩擦因数低至0.305、高温磨损率低至7.55×10^-6 g·N^-1·m^-1。随着扫描速率的增加,显微组织更加致密,显微硬度先升高后降低,700 ℃耐磨性能提高,但合金化层裂纹率增加。高温摩擦磨损过程中,合金化层的磨损机制以磨粒磨损为主,同时还存在疲劳磨损和氧化磨损。同时,扫描速率的增加可细化晶粒和提高显微硬度。而Ni合金化层表面在高温摩擦过程中形成的氧化产物和碳化物在高温下会对提高其耐磨性能产生积极作用。     

钛合金表面辉光离子渗铝耐蚀性

利用双层辉光离子渗金属技术,在钛合金(Ti6Al4V)表面渗AI,形成均匀的钛铝合金扩散层.用显微硬度仪测量渗层的显微硬度,用SEM、XRD分析渗层的截面形貌和相结构,并在0.5 mol/L H2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中测试极化曲线方法.结果表明:经950℃,保温5 h后Ti6Al4V合金基材表面形成厚度约为20 ìm的钛铝合金扩散层,扩散层由金属间化合物Ti3Al和TiAl组成;合金表面显微硬度值达到8100 MPa;钛合金表面的耐蚀性能提高.     

扫描速度对激光熔覆Ni基WC合金涂层组织与性能的影响

在45钢表面激光熔覆镍基WC合金涂层,分析扫描速度对熔覆层的成型、组织和性能的影响。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、化学成分、相组成以及耐磨耐蚀性进行分析测试。结果表明,熔覆层组织致密,与基体有良好的冶金结合。扫描速度增大,熔覆层出现裂纹的倾向增大,底部柱状晶外延生长层宽度减小,组织晶粒细化,相组成种类几乎没有变化,显微硬度增大,耐磨耐蚀性提高。当扫描速度为200 mm/min时得到成型性及耐磨耐蚀性优良的熔覆层。