镍基高温合金K17的激光熔覆处理热裂纹敏感性研究

在铸造镍基高温合金涡轮叶片Ｋ１７上激光熔覆３种不同的钴基合金粉末，研究了３种组配的金相组织，显微硬度分布，成分分布及热裂纹敏感性。结果表明：激光熔覆钴基粉末对于Ｋ１７材料的叶冠端有改性作用，降低了Ｋ１７材料的热裂纹敏感性，涂层与基材能形成良好的冶金结合且涂层硬度较高。     

铁基多元陶瓷涂层激光熔覆制备及优化

采用20钢为基材,激光熔覆涂层材料以YD-F625型铁基粉末为基,添加有Ti C、WC和Si C多元陶瓷增强相,通过调整多元陶瓷相中Ti C的比例来获得不同的涂层合金材料,同时选用多组激光功率、扫描速度、粉末厚度等工艺参数进行激光熔覆对比试验,以涂层表面硬度为性能指标,对激光熔覆工艺和涂层材料种类进行优化。通过激光熔覆制备多元陶瓷复合涂层可以使20钢表面的硬度显著提高,其中最优工艺组合为激光功率3000 W、扫描速度280mm/min、预置粉末厚度2.0 mm、Ti C粉末含量为20%时,涂层最高显微硬度可达1100 HV以上,出现在距涂层表面0.05 mm深度处。     

激光熔覆Y_2O_3-TiB增强钛基涂层摩擦磨损性能研究

采用激光熔覆快速非平衡合成法制备了原位反应合成Y_2O_3-TiB增强钛基复合材料。采用Y_2O_3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制得Y_2O_3-TiB/Ti复合涂层。采用形貌观察、硬度和摩擦磨损测试等方法研究了复合涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层的硬度为基体材料的2~3倍,添加1%Y_2O_3的激光熔覆涂层硬度和摩擦磨损性较好。     

激光熔覆Ni基涂层研究进展

综述了激光熔覆Ni基涂层在改善材料的耐磨,润滑,耐腐蚀性能等方面的研究进展,提出了专用粉末的研制,裂纹和气孔的控制是目前激光熔覆Ni基涂层面临的主要问题,并针对上述问题论述了相应的解决方法。     

激光熔覆Inconel718合金裂纹分析及裂纹控制研究

目的 针对K418合金表面激光熔覆裂纹萌生、元素偏析等难题,探究裂纹萌生与元素偏析之间的关系,利用后处理工艺进行裂纹的修复及偏析现象的控制。方法 在K418合金表面激光熔覆了Inconel718合金,以基体及熔覆材料的热物性参数和界面元素匹配性为出发点,对熔覆中裂纹的敏感性进行了分析。结果 合金元素的偏析造成了裂纹的萌生与扩展。基体热影响区裂纹的形成与热影响区内析出的块状碳氮化物有关,熔覆层裂纹与枝晶间析出的不规则链状Laves相有关。采用激光重熔工艺对熔覆层进行了后处理,试验结果表明,重熔后的组织致密,晶粒细小均匀,无裂纹及粘粉等明显缺陷。激光重熔减少了基体热影响区及熔覆层中因元素偏析产生的碳氮化物及Laves相的尺寸及数量,重熔后覆层的摩擦因数为0.55,比重熔前下降了49.5%,具有良好的减摩特性;磨损率为3.15×10-4 mm3/(N?mm),比重熔前下降了37.5%,耐磨性能得到提升。结论 激光重熔技术可以愈合K418激光熔覆Inconel718合金的裂纹,并显著降低涂层的元素偏析程度。     

激光重熔对TC4钛合金表面Al2O3-ZrO2激光熔覆层形貌组织、元素分布和裂纹敏感性的影响

目的 减少裂纹数目,改善TC4合金基体表面激光熔覆涂层的表面形貌和裂纹敏感性。方法 采用激光重熔工艺对激光熔覆后的熔覆层进行后处理。通过有限元与试验相结合的方法,研究激光重熔处理对Al2O3-ZrO2熔覆层表面形貌、组织演变及裂纹敏感性的影响规律,并探讨其影响机理。激光熔覆完毕后,再次进行激光扫描,得到重熔涂层,并采用扫描电镜和维氏硬度计对激光熔覆与激光重熔涂层的熔覆形貌、微观组织、裂纹情况、元素分布及断裂韧性进行观察与测试。结果 有限元仿真结果表明,熔覆涂层从热影响区到熔覆层顶部的温度由660.23 ℃升至3 122.3 ℃,激光重熔涂层温度则是由927.61 ℃升至2 772.9 ℃。此外,重熔涂层在Z方向上的残余应力明显下降,且残余应力曲线平缓,应力梯度较小。激光重熔工艺可以明显缓解熔覆涂层结合区的温度梯度和残余应力。通过对涂层进行观察检测发现,激光重熔涂层表面起伏状况得到缓解,表面裂纹数目减少。重熔涂层平面晶数量较少,组织致密,使得裂纹发生穿晶扩展,裂纹扩展能量不断消耗,有效阻碍了裂纹延拓。激光重熔工艺可以均化元素分布,使重熔涂层的断裂韧性提升至9 MPa.m^1/2以上,有效提高了涂层的断裂韧性,改善裂纹的敏感性。结论 通过激光重熔,熔覆层表面起伏变小,裂纹数目明显减少,断裂韧性和结合强度得到明显提高。     

外圆表面送粉激光熔覆ZrO2/Ni60A复合涂层组织及硬度

在304不锈钢外圆表面激光熔覆镍基氧化锆金属陶瓷粉末,对激光工艺参数优化,制备工艺性能良好的熔覆层。研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织和硬度分布的影响。结果表明:激光功率为1.5 kW时,涂层硬度最佳;随着扫描速度的增大,熔覆层的组织有细化的趋势;通过优化扫描速度,可得到显微硬度较高,且沿熔覆层表面垂直方向的硬度分布变化不大的熔覆涂层。     

激光熔覆镍、钴基涂层腐蚀性能比较研究

本文通过激光熔覆获得了3种大块镍或钴基熔覆涂层,并对其在10g/L、20g/L和30g/L硫酸溶液中的腐蚀性能进行比较研究。结果表明,在各种硫酸溶液中1#镍基涂层的腐蚀电流/腐蚀速率最大,3#钴基涂层的最小,2#镍基涂层的和3#钴基涂层接近。随着稀硫酸浓度的增加,激光熔覆的镍、钴基涂层的耐腐蚀性能有下降趋势。     

扫描速度对Ti6Al4V合金表面激光熔覆Ni基复合涂层组织及性能的影响

在Ti6Al4V合金表面进行了激光熔覆Ni包MoS_2/NiCrBSi复合涂层的试验,利用OM、SEM、EDS等分析了扫描速度对熔覆层宏观形貌、显微组织、显微硬度、裂纹敏感性的影响,为合理选择激光熔覆工艺参数提供了理论依据。试验结果表明,在其他工艺参数不变的条件下,随扫描速度的增大,熔覆层宽度、厚度、基底材料熔化深度、热影响区深度均减小;显微组织细化,结合区胞状晶逐渐消失;涂层的显微硬度降低,裂纹敏感性增大。     

La2O3含量对激光熔覆TiB/Ti涂层显微结构的影响

目的 改善钛合金表面激光熔覆复合涂层的组织结构,提高钛合金的硬度,使其在相应领域得到更广泛的应用.方法 采用激光熔覆快速非平衡合成方法 制备原位反应合成L2O3-TiB增强钛基复合涂层.用L2O3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制备L2O3-TiB/Ti复合涂层,并对其进行XRD物相分析、SEM显微结构观察及显微硬度分析.结果 添加不同含量的L2O3的激光熔覆钛合金复合涂层均与基体较好的结合,涂层中均只有α-Ti和TiB两种物相.随L2O3含量的增加,激光熔覆复合涂层中的增强相TiB的形貌越均匀细小,添加不同含量的L2O3的激光熔覆复合涂层的硬度值约为基体材料的2~3倍,添加质量分数为3%的L2O3的激光熔覆复合涂层硬度最高,其显微硬度值大约为1300HV.结论 添加稀土氧化物L2O3后制备的激光熔覆钛合金复合涂层与基体结合良好,稀土元素的添加使涂层组织细化,硬度得到了明显提高.     

激光熔覆制备WC/Ni-Al基复合涂层高温稳定性研究

在不锈钢基材上通过激光熔覆Ni-Cr-Al-Co-Mo-W-Nb-Ti-C) WC粉末制备出WC陶瓷颗粒增强Ni-Al基复合涂层,并将试样在1 000℃高温大气氛围内保温50h.利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计对涂层高温时效前后的组织、相成分、硬度进行了对比分析和测试.结果显示激光熔覆WC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层经1 000℃×50h时效后,涂层与基材之间没有出现裂纹、孔洞等缺陷,保持着良好的冶金结合.激光熔覆18wt%WC增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层具有良好的高温稳定性;激光熔覆28wt%WC增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层显微硬度也没有出现明显降低的现象,但合金元素出现了贫化现象.     

激光熔覆涂层增韧改性方法的研究进展

激光熔覆涂层能够改善金属表面性能,实现表面强化,然而常发现由于涂层韧性降低,涂层表面出现裂纹缺陷问题。概述了激光熔覆涂层由于韧性降低造成裂纹的原因,包括温度梯度差引起的内应力、激光熔覆层中的应力集中以及熔覆层中的微小气孔等。同时归纳了影响激光熔覆层韧性的因素,包括熔覆材料的选择、激光熔覆工艺参数的设定以及熔覆材料的热处理方式等。在此基础上,重点阐述了近年来改善激光熔覆涂层裂纹缺陷问题的进展,并从中寻找增强激光熔覆涂层韧性的方法,包括在熔覆粉体中加入复合陶瓷增强相和稀土元素粉末等改变熔覆粉体组成、在基体与熔覆层之间增加过渡层、改变激光熔覆功率和扫描速率以及光斑直径等工艺参数、对熔覆前基体的预热和熔覆后涂层的热处理、外加超声振动和电磁场以及超声振动与电磁场的耦合等能场辅助等。针对各种增强激光熔覆涂层韧性方法的不足,探讨今后激光熔覆涂层增韧改性方法的研究前景。     

钛合金表面激光熔覆原位钛基复合材料涂层

通过激光熔覆不同比例TA15与Cr3C2的混和粉末,在TA15钛合金表面制备出原位钛基复合材料涂层,分析了涂层的组织、相组成、硬度及界面结合情况。研究表明,激光熔覆过程中,Cr3C2颗粒溶解并与Ti发生反应,在涂层中形成弥散分布的TiC;随原始粉末中Cr3C2添加量的增加,涂层中TiC含量及涂层硬度增加,TiC有等轴颗粒状及枝晶两种形貌;涂层组织致密,与基体呈完全冶金结合,涂层内TiC与钛合金基体界面结合良好,经弯曲及热震试验后,涂层未出现剥落现象,表明涂层与基体具有很好的相容性。     

碳弧堆焊和激光熔覆铁基合金粉块涂层的组织及性能

采用碳弧堆焊和激光熔覆法将Fe-05合金粉块分别熔覆在Q235钢基体表面。分析了涂层的显微组织和物相组成。测试了涂层的显微硬度和磨损失重。研究了熔覆工艺对涂层组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明,碳弧堆焊和激光熔覆涂层的显微组织为黑色基体相上分布着白色的物相。其中黑色物相为基体α-(Fe,Cr)固溶体,白色物相主要为(Fe,Cr)_7C_3、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Fe_2B、Fe_3B、Cr_3C_2、CrFeB及Ni_3Si。碳弧堆焊和激光熔覆涂层中均有裂纹产生,裂纹类型均为穿晶裂纹。激光熔覆涂层的显微硬度高于碳弧堆焊层,平均显微硬度约为989 HV。激光熔覆涂层的耐磨性高于碳弧堆焊涂层。     

激光熔覆镍、钴基涂层性能比较研究

通过激光熔覆获得三种大块镍或钴基熔覆涂层,并对其在10g/L、20g/L和30g/L硫酸溶液中的腐蚀性能进行了比较研究.结果表明,在各种硫酸溶液中1#镍基涂层的腐蚀电流/腐蚀速率最大,3#钴基涂层的最小,2#镍基涂层的和3#钴基涂层接近.随着稀硫酸浓度的增加,激光熔覆的镍、钴基涂层的耐腐蚀性能有下降趋势.钴基涂层的相对耐磨值是1#镍涂层的19.0倍和2#镍基涂层的37.7倍.     

TiO2对高硬度镍基合金激光熔覆层组织的影响

在45钢表面进行了对高硬度镍基合金粉末添加TiO2的激光熔覆试验。利用扫描电镜、电子探针和X射线衍射仪对激光熔覆层的显微组织进行了分析，测试了熔覆层的显微硬度。结果表明，G112 (质量分数，％)4TiO2涂层组织由细小的树枝状或花朵状碳、硼化物多元共晶体 细小颗粒相 韧性基体相组成，加入适量的TiP2，能够均匀细化涂层组织，抑制涂层中粗大的块状脆性相的产生，提高涂层中韧性相成分分数，降低涂层的裂纹敏感性，且涂层的硬度分布均匀，平均硬度750HV0．3。     

激光熔覆Ni/SiC金属陶瓷涂层组织与耐磨性能

采用激光熔覆技术,在45钢表面对不同含量SiC（质量分数）陶瓷粉末镍基自熔性粉末进行激光熔覆,得到Ni基SiC合金涂层。对熔覆层横断面进行了显微硬度测量和显微组织分析,对各种SiC含量的熔覆层试样进行了摩擦磨损试验。结果表明,添加SiC的镍基合金涂层能够提高熔覆层的耐磨性和硬度。     

激光熔覆陶瓷增强Co基合金涂层摩擦磨损性能研究的现状

耐磨涂层能改善低碳钢等材料制作的机械零件和工程构件的耐磨性,不仅节约了贵金属,还降低了生产成本.激光熔覆技术是一种制备耐磨涂层的方法,包括同步送粉法和预置粉末法,可用来在低碳钢等材料表面制备钴基合金涂层和陶瓷增强钴基合金涂层等.介绍了国内外采用用激光熔覆技术制备的钴基合金涂层和陶瓷颗粒增强钴基合金涂层的耐摩擦磨损性能的...     

厚镍基激光熔覆层的研究

通过对激光熔覆表面处理技术所需粉末材料的分析,成功配制了能够熔覆厚度达10 mm以上且表面光滑无气孔和裂纹的镍基粉末材料.分析测试表明,镍基熔覆层的热膨胀系数小于基体45号钢,凝固时受压应力作用不会产生裂纹.合金粉末中的Fe、Co等元素有利于提高熔覆层的性能,降低裂纹敏感性.在镍基熔覆层中得到大块不完全非晶,其优越的力学性能有利于提高熔覆层的抗裂性.     

超高速激光熔覆低稀释率金属涂层微观组织及性能

新兴的超高速激光熔覆技术通过对熔覆头的精巧设计,可实现激光、粉末路径最佳耦合,使粉末在飞行空间熔化且基体表面仅形成微溶池,在保证冶金结合的同时,大幅提高熔覆效率及粉末利用率,可制备厚度<100 μm、稀释率< 5%的均匀薄涂层。 为进一步探索超高速激光熔覆涂层组织结构特点,扩展其应用范围,探讨了低功率下 4 种典型涂层的微观结构及性能。 结果表明:超高速激光熔覆可制备 120 ~ 500 μm,无气孔、裂纹的高质量涂层;涂层组织致密,结合区多为粗大柱状晶,表层区以细晶为主;基体熔化区可低至数微米,稀释率可低至 1%。 其中,镍基碳化钨涂层、铝合金耐磨涂层硬度明显高于基体;钛合金阻燃涂层在激光烧蚀后,烧蚀坑深度降低,热影响区减小;高熵合金阻扩散涂层预氧化后形成以 Al₂O₃ 为主的微米厚氧化膜,在上述涂层作用下,基体性能均得到提升。