等离子熔覆铁基非晶纳米晶复合涂层及其性能

利用等离子熔覆技术在A3钢表面制备了一层与基体呈冶金结合的、性能良好的非晶纳米晶复合涂层.涂层有非晶相和纳米相组成,根据衍射峰的半高宽,计算出铁基涂层中平均晶粒尺寸为22～24nm.对涂层进行XRD、SEM、EDS、TEM和DSC分析,并利用显微硬度计和电化学工作站研究涂层的硬度和耐蚀性能,研究表明所制备的铁基涂层具有良好的性能.     

电弧堆焊铁基非晶/纳米晶复合涂层的组织及性能研究

以铁基非晶合金Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2作为焊芯制备低氢型非晶堆焊焊条,利用手工电弧堆焊,调控堆焊工艺参数,在Q235钢上制备两种不同非晶/纳米晶组分的复合堆焊层。利用XRD/SEM/TEM探索不同堆焊工艺下的结构组织演变及非晶/纳米晶的组成比例变化,研究了不同比例非晶/纳米晶复合堆焊层的晶化特征、硬度和耐磨性变化。实验结果表明,堆焊层为铁基非晶/纳米晶复合涂层,与基体达到了良好的冶金结合;涂层中非晶相含量最高可达47.44%,纳米晶粒尺寸为10~48 nm,堆焊层的最高硬度达1 226HV1,其耐磨性可达Q235钢的8倍;两组堆焊层的晶化激活能分别为Ex(150 A)=107.476 kJ/mol,Ex(160A)=58.104 kJ/mol;随着堆焊热输入的增加,堆焊层中非晶相的含量降低,纳米晶粒尺寸增大,堆焊层的晶化温度、热稳定性、硬度和耐磨性有所降低。     

高速电弧喷涂FeAlNbB非晶纳米晶涂层的组织与性能

为了提高钢铁材料的耐磨性和硬度,利用高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备了FeAlNbB非晶纳米晶涂层.采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDAX),透射电镜(TEM)和X射线衍射仪等设备对涂层的组织结构和相组成进行了分析,研究了非晶纳米晶的形成机制.实验结果表明:FeAlNbB非晶纳米晶涂层是非晶相、α-Fe、FeAl纳米晶和Fe3Al微晶共存的多相组织,涂层中非晶相含量约36.2%,纳米晶尺寸约14.1 nm;涂层组织均匀,结构致密,平均孔隙率约2.3%;非晶纳米晶涂层具有较高的硬度,其耐磨性是相同实验条件下制备的3Cr13涂层的2.2倍.     

铁基非晶、纳米晶带材应用技术研究

分析了铁基非晶、纳米晶软磁材料各性能的作用，及其与产品整机性能之间的关系，介绍了非晶、纳米晶带材热处理工艺的方法及其对产品性能的影响；给出了非晶、纳米晶带材在不同产品应用中的选用原则，并列举了其在几种典型产品中的应用技术要求，对铁基非晶、纳米晶带材在产品中的合理应用进行了研究分析。     

铁基非晶、纳米晶带材应用技术研究

分析了铁基非晶、纳米晶软磁材料各性能的作用,及其与产品整机性能之间的关系,介绍了非晶、纳米晶带材热处理工艺的方法及其对产品性能的影响;给出了非晶、纳米晶带材在不同产品应用中的选用原则,并列举了其在几种典型产品中的应用技术要求,对铁基非晶、纳米晶带材在产品中的合理应用进行了研究分析.     

热喷涂Fe基非晶/纳米晶涂层的研究进展

分别介绍了等离子喷涂、高速火焰喷涂、活性燃烧高速燃气喷涂以及电弧喷涂技术制备Fe基非晶/纳米晶涂层的研究现状,分析比较了各自的特点、工艺方法、优缺点等,并展望了其发展前景。     

非晶纳米晶复合材料的性能与制备

综述了非晶纳米晶复合材料的研究现状.对近年来非晶纳米晶复合材料性能及制备方法进行了归纳和分析.     

非晶纳米晶复合材料的研究进展

本文综述非晶纳米晶复合材料的研究现状及进展.重点介绍大块非晶纳米晶复合材料、非晶/纳米晶复合涂层的性能特点.     

非晶及纳米晶软磁材料耐腐蚀性能的研究现状

探讨了近几年来国内外在非晶以及纳米晶软磁材料耐腐蚀性能方面的研究进展,以及腐蚀对软磁材料磁性能的影响,指出了传统理论研究中存在的误区,并对目前研究中存在的一些问题提出了一些看法.     

Fe基非晶合金涂层在晶化过程中的硬度与组织变化

对等离子喷涂含Cr，Ni，W，Mo，C，Si等合金元素的Fe-B基非晶合金涂层进行了100～730℃不同温度4h热处理试验。差热分析结果表明，涂层的急剧结晶温度在590℃附近。热处理试验结果表明，在450℃以下热处理时，涂层仍基本保持非晶态，硬度变化不大。在450～610℃之间热处理时，随温度升高，涂层逐渐晶化，析出以Fe23(C，B)6和Fe23B6相为主的硬质相和富Fe相，在590℃左右获得晶粒尺寸约为20nm纳米晶组织，涂层硬度随温度升高急剧增大，在610℃左右硬度达到最大值，约1270HV。在630～730℃之间热处理时，富Fe相逐渐成为主要相，并有Fe23(C，B)6，Fe23B6，Fe2B和FeB等多种硬质硼化物相形成，晶粒尺寸随温度升高长大并形成树枝晶，涂层硬度逐渐降低。     

Fe基非晶/纳米晶粉末的放电等离子烧结及磁性能

研究了SPS温度对球磨熔体快淬Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅粉末以及MA Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_{13 5}B₉ 和Fe₈₀C_o4Nb₇B₉纳米晶粉末的烧结块体合金组织结构与磁性能的影响.结果表明: (1)在30MPa/5min条件下,块体合金相对密度随着烧结温度的升高而增加,当烧结温度为1000℃时,Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁5合金相对密度已达99%以上,当烧结温度进一步升高至1050℃后, Fe_73.5Cu1Nb₃Si1_3.5B₉和Fe₈₀Co₄Nb₇B₉合金相对密度也达到99%;(2)烧结块体合金的主要组成相为α-Fe相,尚存在少量的第二相金属间化合物,这些块体合金α—Fe相的晶粒尺寸均处于纳米级范围内,以Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅块体合金的晶粒尺寸为最小,其平均晶粒尺寸约50nm; (3)随着烧结温度的升高,这些块体合金的饱和磁感应强度B_s增大,矫顽力H_c随之降低,以Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅块体合金的矫顽力H_c(4.1kA·m^-1)最低.     

Microstructure and Mechanical Properties of Fe-based Amorphous Composite Coatings Reinforced by Stainless Steel Powders

In this study,a few Fe-based amorphous matrix composite coatings reinforced with various portions(4,8 and16 vol.%) of 31 6L stainless steel powders have been successfully produced through high velocity oxy-fuel(HVOF) spraying.The microstructure of the composite coatings was systematically characterized by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM) and transmission electron microscopy(TEM).The main structure of composite coatings remained amorphous while 31 6L stainless steel splats were distributed homogeneously in the amorphous matrix and well connected with surrounding amorphous phase.Bonding strength of coatings to the substrate was determined by "pull-off" tensile tests.The results revealed that the31 6L stainless steel phase effectively improved the bonding strength of amorphous coatings,which is mainly contributed by the strong metallurgical bonding between stainless steel and amorphous splats.The addition of31 6L stainless steel also enhanced the ductility and fracture resistance of the coatings due to the ductile stainless steel phases,which can arrest crack propagation and increase energy dissipation.     

铁基非晶涂层的研究进展

综述铁基非晶涂层的研究进展,介绍典型的铁基非晶涂层合金体系及分类,重点讨论热喷涂和激光熔覆制备铁基非晶涂层技术的现状、进展和发展趋势,阐述铁基非晶涂层的主要力学性能特点及目前的应用概况。在综述铁基非晶涂层目前存在主要问题的基础上,指出今后的发展方向应体现开发高非晶含量铁基涂层的制备工艺与技术,研制新型低成本高性能铁基非晶涂层材料以及拓宽铁基非晶涂层的应用领域等趋势。     

热输入量对HVOF铁基非晶涂层制备及性能的影响

目的以FeCoCrMoCBYS非晶粉末为喷涂材料,采用几组不同的热输入量,使用超音速火焰喷涂(HVOF)制备成铁基非晶涂层,通过对涂层性能进行分析,研究热输入量对涂层的影响。方法通过调整煤油流量和氧气流量两个参数来控制喷涂时的热输入量。分别利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、维氏显微硬度计等设备,研究热输入量对涂层显微组织和显微硬度的影响,并通过电化学工作站测试涂层在1 mol/L FeCl_2溶液中的极化曲线进而分析其耐蚀性能。结果不同热输入量下制备的涂层均具有较高的非晶含量。保持其他参数不变,随着热输入量的增加,涂层变得更加致密,孔隙率最小达到1.56%。涂层显微硬度先增大后减小,涂层横截面中部位置硬度大于表面和接近基体位置。结论当热输入量达到6.4×10~5 J时,非晶含量高达96.7%,自腐蚀电流密度低,耐腐蚀性最好。     

耐磨耐蚀Fe基激光熔覆层的组织和性能研究

目的 采用同步送粉激光熔覆技术制备兼具耐磨与耐蚀性能的Fe基熔覆层,获取熔覆层的物相组织、硬度与耐蚀性,并研究热处理对熔覆层性能的影响。方法 采用Fe-B-C-Cr-Ni-Mo-Nb-V多组元合金粉末,在304不锈钢基体上制备Fe基耐磨耐蚀熔覆层,并模拟淬火加高温回火的热处理工艺,进行熔覆层热处理试验。采用XRD、SEM表征熔覆层的物相组成和微观组织,采用显微硬度计测试熔覆层的硬度,通过极化曲线和阻抗谱对熔覆层的电化学腐蚀性能进行测试。结果 所制备的激光熔覆层同基体具有良好的冶金结合,熔覆层物相包含奥氏体g相、马氏体α''相和Cr23(C,B)6相。熔覆层的微观组织为亚共晶结构,由尺寸细小的树枝晶和枝晶间层片状共晶组织构成,热处理后还形成了大量微纳尺度的析出相。激光熔覆层的硬度相对于基体硬度提高了2.5~2.7倍,热处理后试样最高硬度达521.4HV。激光熔覆层的自腐蚀电位为−0.428 V,腐蚀电流密度为1.41×10⁻⁵ A/cm²,热处理后的熔覆层自腐蚀电位降低,腐蚀电流密度增大,阻抗值明显减小,耐蚀性降低。结论 利用激光熔覆Fe-B-C-Cr-Ni-Mo-Nb-V多组元合金粉末可制备致密、无缺陷的Fe基熔覆层,细晶强化以及大量硬质共晶组织的存在使熔覆层的硬度得到显著提升。高Cr、Ni含量保证了熔覆层具有良好的耐蚀能力,淬火加高温回火的热处理工艺使熔覆层的硬度提升,但耐蚀能力有一定程度的下降。该Fe基熔覆层在耐磨耐蚀涂层技术领域具有较好的应用前景。     

电火花沉积Fe48Cr16Mo15C17B4非晶合金涂层的微观组织和性能

以Fe₄₈Cr₁₆Mo₁₅C₁₇B₄合金为电极,采用电火花沉积工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了铁基合金涂层。用XRD和SEM等方法分别表征了涂层的微观结构、涂层表面及横截面的微观形貌,测定了涂层的显微硬度、摩擦磨损性能和电化学性能。结果表明,所制备的Fe₄₈Cr₁₆Mo₁₅C₁₇B₄涂层为非晶态结构、致密,与基体为冶金化结合,显微硬度为1129 kg/mm²,与1Cr18Ni9Ti不锈钢基体相比其摩擦系数较小,耐磨性较高,在1mol/LHCl溶液中具有良好的耐腐蚀性能。     

Fe基非晶涂层组织及晶化行为分析

目的研究非晶涂层在不同喷涂速度下的涂层组织及晶化行为。方法以成分为FeCoCrMoCBY的非晶粉末为喷涂材料,采用超音速火焰喷涂(HVOF)在Q235钢表面制备非晶涂层,通过降低喷涂速度,使得单位面积上涂层得到的热输入量增加,使得涂层发生晶化行为,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描热仪DSC和透射电镜TEM等研究不同喷涂速度对非晶涂层显微组织及晶化行为的影响。结果随喷涂速度降低,未熔颗粒减少,涂层孔隙率逐渐减小,涂层晶化程度增高且更易氧化。采用不同喷涂速度使单位面积内涂层的热输入量不一样,导致涂层发生晶化,涂层在晶化过程中先析出α-Fe,再析出FeO,Fe_3C及其他相。结论不同喷涂速度下得到的涂层可以用来分析涂层的晶化行为。对于非晶含量较高的涂层,在界面处也可能会有纳米晶产生。     

Co-based Amorphous/Nanocrystalline Composite Coatings Deposited by Arc Ion Plating

Cobalt-based amorphous/nanocrystalline composite coatings have been grown by arc ion plating together with a specimen cooling system.With decreasing substrate temperature,the coatings undergo significant structure evolution.The degree of crystallization first decreases and subsequently increases as confirmed by X-ray diffraction.The cluster size first decreases and then remains constant as confirmed by transmission electron microscopy.The effect of substrate temperature on the evolution of the structure has been studied as a result of a competition between nucleation thermodynamics and kinetics of crystalline growth.With decreasing the substrate temperature,the microhardness and the critical load of the composite coatings firstly increased,and then remained almost constant.And the saturation magnetization revealed the opposite trend over the same range.The essence of these phenomena was ascribed to the microstructural variations caused by the decrease of the substrate temperature.