激光熔覆Fe-Mo-V-C合金涂层组织及摩擦磨损性能

采用同轴送粉激光熔覆技术在45#钢基材表面制备Fe-Mo-V-C合金涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试分析手段表征涂层的物相组成、组织形貌和元素分布.采用维氏硬度计和干滑动摩擦磨损试验机测试涂层显微硬度和摩擦磨损性能,并分析其摩擦磨损机理.结果表明:激光熔覆Fe-Mo-V...     

反应等离子熔覆原位合成TiN复合涂层微观组织及显微硬度研究

Ti N相具有高的硬度和强度,在涂层中被作为强化相来增强涂层的硬度,被广泛应用于提高涂层的耐磨性。采用反应等离子熔覆技术,以纯Ti粉末为原料,采用合适的等离子熔覆参数,在不锈钢基体表面原位合成制备了Ti N复合涂层。采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线衍射(XRD)测试手段,分析了涂层内显微组织;利用显微硬度计测量了涂层的显微硬度,通过压痕计算了涂层的断裂韧性。结果表明:涂层微观组织为胞状树枝晶Ti N相弥散分布于Ti相与α-Fe相构成的共晶上。复合涂层具有较高的硬度,达到HV0.3996,涂层在不同加载下的压痕尺寸效应较明显,平均显微硬度从0.98 N时HV1021降到4.90 N时HV832,涂层显微硬度压痕在4.90 N加载时出现裂纹,复合涂层具有较好的韧性,4.90 N加载下平均断裂韧性为5.15 MPa·m。     

等离子熔覆(Cr,Fe)7C3/γ-Fe复合涂层的组织与耐磨性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,利用等离子熔覆技术在45号钢表面制备了(Cr,Fe)7C3/γ-Fe复合涂层.并对涂层的显微组织、显微硬度和室温干滑动实验进行了具体分析.结果表明涂层组织包括初生相(Cr,Fe)7C3以及γ-Fe与(Cr,Fe)7C3组成的共晶;其组织有明显的由基材到涂层外延生长的特征,结构均匀,与基材之间为完全冶金结合;且具有较高的硬度及合理的硬度梯度.该涂层在室温干滑动磨损实验条件下具有优异的耐磨性.     

Ni3Al基合金激光熔覆组织特征与耐磨性能

利用Ni3Al/25%Cr₃C₂混合粉末和激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni₃Al基合金熔覆层,研究了熔覆层组织特征与耐磨性能。结果表明,Ni₃Al基合金熔覆层组织主要为Ni₃Al、NiAl和原位自生M₇C₃型碳化物。熔覆层显微硬度为599.6 HV0.1,约为45钢基板平均显微硬度的2.73倍。由于细小M₇C₃弥散分布于熔覆层中,Ni₃Al基合金熔覆层具有良好的磨损性能。熔覆层磨损机制为磨粒磨损,摩擦因数约为0.55,磨损率为1.12×10^-5mm³/N·m,约为蠕墨铸铁磨损率的28.6%。     

等离子熔覆铁基涂层组织结构及热影响区特点

采用等离子束作为热源,在16Mn钢上熔覆一层铁基合金涂层.分析了涂层的组织结构;并通过对等离子熔覆热循环的特点和冶金过程的探讨,着重对钢基体的热影响区进行了测试分析;将热影响区划分为过热区、完全相变区和不完全相变区.过热区显微组织粗大,有魏氏体产生,硬度下降;完全相变区晶粒细化,硬度较高;不完全相变区组织只有部分发生转变,晶粒大小不均匀.过热区魏氏体组织的产生,使热影响区有脆化的倾向.     

石墨烯对激光熔覆镍基碳化钨涂层组织及性能影响

采用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备Ni60A-30%WC-x%石墨烯(质量分数, x=0.0, 0.1, 0.3, 0.5)涂层, 研究石墨烯对激光熔覆镍基碳化钨涂层组织与性能的影响。结果表明, 涂层物相主要由具有γ相结构的Ni-Cr-Fe固溶体、WC、W₂C、Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、B₄C等组成; 石墨烯改善了激光熔覆镍基碳化钨涂层的组织, 提高了涂层的硬度和抗摩擦磨损性能; 当石墨烯质量分数为0.3%时, 得到了析出相分布均匀且细小的组织, 涂层具有高硬度、良好的抗裂纹扩展能力和耐磨性。     

真空熔覆碳化钨/钴基合金复合涂层抗疲劳性能的研究

在45钢试样表面采用真空熔覆法制得碳化钨/钴基合金复合涂层,按照45钢热处理工艺对复合涂层进行正火处理,并借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪等先进的测试手段对复合涂层的组织结构和表面形貌进行观察分析.应用疲劳试验机对不同碳化钨含量的复合涂层进行弯曲疲劳试验.结果表明:复合涂层在正火处理后的弯曲疲劳强度大大提高,比熔覆状态合金涂层高150～200MPa;在高周疲劳时比正火45钢的疲劳强度高80MPa左右;正火处理后,含15%(质量分数)WC的复合涂层的弯曲疲劳强度最大;复合涂层的疲劳强度除与硬度相关外,还与复合涂层和45钢基体的界面结合强度、涂层内部缺陷等因素有关.     

等离子熔覆镍基合金及复合材料涂层的组织与性能研究

利用等离子表面熔覆工艺,在钢基表面获得了与基体呈冶金结合的镍基合金涂层、镍基+镍包碳化钨等涂层。利用光学电镜、扫描电镜以及能谱分析了上述涂层的组织及成分;采用维氏硬度计测定了涂层的维氏硬度;并比较了上述几种涂层的磨损性能。试验结果表明:等离子熔覆Ni基+30%镍包碳化钨的组织及性能优于其它涂层。     

氩弧熔覆TiB/FeB增强Fe基复合涂层组织与性能研究

以Fe粉、Ti粉和B粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出TiB/FeB增强Fe基复合涂层,应用SEM和XRD方法分析了涂层的显微组织.并测试了涂层的硬度和耐磨性.结果分析表明:在Q235钢表面成功制备了以α-Fe为基体,以TiB/FeB颗粒为增强相的复合涂层.性能分析结果表明:涂层的显微硬度可达1 100HV,涂层耐磨性较基体提高近12倍.复合涂层的磨损机理为显微擦伤式磨损.     

感应熔覆Mo2FeB2/Fe耐磨涂层的组织与性能研究

本文采用真空反应烧结合成出Mo2FeB2硬质颗粒,并采用感应熔覆技术在钢基体表面成功制备出以Mo2FeB2为强化相的硬质涂层,并对其组织结构、界面相容性和耐磨性进行了研究。结果表明,在1 350℃真空烧结30min所制得Mo2FeB2硬质相颗粒分布均匀致密且硬度高;感应熔覆Mo2FeB2/Fe涂层的硬质相最佳含量为50%质量分数,涂层组织分布均匀孔洞较少,硬度高达65.5HRC,涂层与基体结合良好。磨损试验表明,Mo2FeB2强化层具有比YG8硬质合金更好的耐磨性。     

纳米氧化铈对TC11表面MCrAlY熔覆涂层组织和硬度的影响

采用激光熔覆技术,在TC11合金表面上制备了纳米氧化铈含量(质量分数)分别为0%,2%,4%,6%,8%的MCrAlY高温防护涂层。利用光学显微镜(OM),能谱分析(EDS),X射线衍射(XRD)等手段及显微硬度计对涂层的组织、相结构及横切面硬度分布进行了较为系统地研究。结果表明:添加纳米氧化铈后,涂层形状由双弧状转变为扁平状;涂层组织的均匀性得到明显改善,熔覆层中气孔、成分偏析等缺陷消失,枝晶析出物被打断,胞状组织被细化;涂层过渡区的硬度变化梯度减小,其硬度沿横切面的分布也更加均匀。此外,部分氧化铈在激光束作用下发生熔解,生成了CeNi相,富集在液固界面前沿阻碍了合金元素的扩散,降低了基体Ni的活性而增大了其他元素如Ti,Al的溶解。在本实验条件下,添加6%的纳米氧化铈对熔覆涂层组织及硬度分布的改善最为明显。     

退火处理对激光熔覆制备FeCrMnCo1.5Ni高熵合金涂层组织的影响

采用激光熔覆技术在Inconel 718合金难体表面制备了FeCrMnCo1.5Ni高熵合金涂层,使用X射线衍射仪、扫描电镜和UMT-3型摩擦磨损试验机研究了退火热处理对合金涂层组织和性能的影响.研究结果表明:经热处理后FeCrVlnCo1.5Ni合金涂层的宏观形貌无明显变化,退火热处理对合金的相结构无影响.合金元素均...     

送粉速率对Ni_(3)Al基合金激光熔覆组织与耐磨性能的影响北大核心

采用激光熔覆在45钢表面制备Ni_(3)Al基合金熔覆层,利用扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机,研究了送粉速率对Ni_(3)Al基合金激光熔覆层组织特征与耐磨性能的影响。结果表明,Ni_(3)Al基合金熔覆层组织主要为Ni_(3)Al和细小弥散分布的原位自生M_(7)C_(3);送粉速率增至1.45 kg/h时,熔覆层出现粗大的Cr_(3)C_(2)。随着送粉速率增加,Ni_(3)Al基合金熔覆层耐磨性能显著提高,远优于蠕墨铸铁耐磨性能。其中,送粉速率为1.16 kg/h时,Ni_(3)Al基合金熔覆层磨损率为0.74×10^(-5)mm^(3)/(N·m),而且其对磨材料磨损较小,分别为蠕墨铸铁及其对磨材料磨损率的19.6%和67.7%。     

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和耐磨性

为了消除激光熔覆过程中产生的裂纹,设计了一种梯度复合涂层并研究了其组织和耐磨性,结果表明,熔覆层与基材之间形成了良好的冶金结合。梯度复合涂层中有未完全溶化的铸造WCp和共晶组织γ-Ni Ni3B,还有凝固结晶析出的白色不规则块状组织M7C3、M6C、WC以及深灰色不规则块状组织W2C0复合涂层中形成了少量的非晶、纳米晶及高密度位错复合涂层耐磨性的最高值是基材的3倍以上。     

TiC含量对激光熔覆Fe基复合涂层组分和性能的影响

采用激光熔覆技术在高锰钢基材上制备了不同TiC含量的Fe基复合涂层,研究了TiC含量对熔覆层组分和性能的影响.试验结果表明,熔覆层化学组分包含奥氏体、M7C3碳化物、TiC析出相和未熔TiC颗粒.随着TiC含量的增加,熔覆层硬度逐步增加,耐磨性能先增加后降低.     

激光熔覆AlCoCrCu_(0.5)FeMoNiTi高熵合金涂层的组织与性能

通过真空激光熔覆制备了AlCoCrCu_(0.5) FeMoNiTi高熵合金涂层。用电阻炉对涂层进行500~900℃的退火处理。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计对涂层的组织结构和硬度进行了分析。结果表明,涂层为BCC结构,晶格常数a为0.291 nm。涂层经过抛光和王水腐蚀后,形貌为树枝晶特征,结晶细密。合金在500~900℃退火处理后仍保持BCC结构,未见有其他析出相,说明合金的具有很好的热稳定性。熔覆态合金的硬度达到1080 HV。经500℃退火后,涂层硬度下降了100 HV,但再升高退火温度,硬度变化极小,在900℃退火后,硬度仍然达到943 HV,说明AlCoCrCu_(0.5) FeMoNiTi高熵合金涂层具有很好的抗高温软化性能。     

扫描速度对钛合金NiCoCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响

利用激光熔覆技术在Ti6A14V钛合金基体上制备NiCoCrAlY高温防护涂层,提高钛合金基体的高温性能。采用激光功率1.2 kW,光斑直径1 mm,研究激光扫描速度对Ti6A14V钛合金熔覆涂层宏观形貌、稀释率、截面组织以及硬度的影响。研究表明,在相同激光功率和激光光斑直径的条件下,熔覆层的宏观形貌在400 mm·min-1时质量最优,熔覆层表面连续且平整,波浪起伏较小;随着扫描速度增加,激光能量减小,熔覆层的几何尺寸以及稀释率均逐渐减小,当扫描速度为500mm·min-1时,熔化的液体中杂质仍未完全逸出就冷却凝固,涂层与基体之间出现微裂纹、气孔等缺陷;随着扫描速度的增加,温度梯度不断减小,冷却速度不断增大,初生的枝状晶不断被打破,熔覆层组织致密均匀,晶粒细小,同时熔覆层的硬度逐渐增大。     

Al0.5CoCrFeNiBx多主元高熵合金的组织结构和力学性能

采用真空电弧炉熔炼不同B含量的Al0.5CoCrFeNiBx(x为摩尔分数,x=0,0.1,0.2,0.25,0.3)高熵合金,通过XRD分析、SEM观察和力学性能测试研究了不同B含量对Al0.5CoCrFeNiBx高熵合金微观组织结构与力学性能的影响.结果表明:Al0.5CoCrFeNiBx合金主要由简单的面心立方结构和体心立方结构相组成.Al0.5CoCrFeNi合金组织为典型的树枝晶形貌,B元素的加入使枝晶组织细化,且枝晶间形成针状β相和岛状a1相.适量B元素能提高合金的抗拉强度,但降低合金的塑性.     

La2O3对激光熔覆TiC/Ni基复合涂层的组织和性能的影响

用5kWCO2激光器在A3钢表面激光熔覆添加有La2O3的TiC/Ni基复合涂层,研究了稀土对激光熔覆金属陶瓷复合涂层的组织,耐蚀性和耐磨性的影响。研究结果表明：复合合金粉末中添加0.4%的La2O3能够减少熔覆层的气孔,疏松,使熔覆层的组织致密。熔覆层中TiC分布均匀且细小圆滑,熔覆层的耐蚀性和耐磨性得到提高。