等离子熔覆Mo/Ni基合金涂层的组织结构及耐磨性能

应用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)以及滑动磨损实验,研究不同Mo加入量对等离子熔覆镍基合金涂层组织结构和性能的影响。结果表明,熔覆层主要是由面心立方结构的(γNi,Fe)固溶体、六方结构的M7(C,B)3和四方结构的Cr2B等物相构成,在镍基固溶体中存在明显的成分偏析。Mo的加入没有改变熔覆层的相结构,但硼碳化物的相对含量却有所提高,成分偏析逐渐减弱,直至消失,并且促进了等轴晶的形成。Mo的加入可以提高熔覆层的耐磨性能,当其加入量在6%以内时,随着Mo加入量的提高,熔覆层的耐磨性逐渐提高。但是,当加入量达到8%时,耐磨性能开始降低。     

Mo对铜铁合金等离子熔覆层组织和耐磨性能的影响

采用等离子堆焊工艺,在普碳钢表面分别熔覆Cu-Fe合金层和含有4%Mo的Cu-Fe-Mo合金层,并对两种合金熔覆层进行显微组织和耐磨性能分析对比。结果表明,未加入Mo元素的Cu-Fe合金熔覆层中,由液相分离得到的富Fe相分布集中,并在重力的作用下富集于近表面区域;富Fe相组织较为粗大,具有亚共晶结晶特征。而加入Mo元素的Cu-Fe-Mo合金熔覆层,Mo元素主要溶于富Fe相中,富Fe相的相对集中现象得到改善,组织明显细化,并且分布均匀,具有伪共晶结晶特征。     

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.     

CeO2对等离子喷焊铁基涂层组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）以及磨损试验,研究了质量分数为1％的CeO2对等离子喷焊高铬铸铁型铁基合金组织和耐磨性的影响．结界表明,加入1％的CeO2,并未改变喷焊层的相组成,主要都是由面心立方的γ（Fe,Ni）固溶体和六方结构的M7C3型碳化物（M=Cr,Fe,Mo）构成,但使γ（Fe,N...     

铁基自熔合金光束熔覆层的微观组织及强化机理

采用SEM、EDS、X射线衍射及显微硬度和洛氏硬度分析手段研究了铁基自熔合金粉末光束熔覆层的微观组织及其物相组成。结果表明,Fe-Ni-Cr-B-Si合金粉末的光束熔覆层微观组织由固溶于大量Cr,及少量B,Si,C的γ（Fe,Ni)树枝晶,枝晶间（Cr,Fe)7(C,B)3 γ（Fe,Ni)共晶所构成,光束熔覆层的宏观硬度达HRC47．3,高于同种材料喷涂层及TIG熔覆层的硬度。Cr,Si元素在γ相中的固溶,枝晶间共晶（Cr,Fe)7(C,B）3高硬度相的析出是光束熔覆层得以强化的主要原因。     

B4C对激光熔覆钴基合金涂层组织与耐磨性的影响

运用5kWcO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Co基合金涂层(C065)及Co基合金中添加20％B4C(体积分数)的复合涂层(B4C／Co),研究了B4C对熔覆层组织、显微硬度及耐磨性的影响。结果表明,两种熔覆涂层均为树状枝晶生长的亚共晶组织。C055涂层主要由大量初生枝晶γ固溶体及其间的共晶组织1与(Cr,Fe)7C3组成;B4C／Co涂层主要由γ-Co,Cr7C3,Cr23c6,CrB2和Fe23(C,B)6组成,添加的B4C粒子在熔覆过程中全部熔解,但B4C／Co涂层组织与C055相比明显细化。B4C／Co涂层的显微硬度及耐磨性比Co65涂层都明显提高,并分析了涂层的强化机理。     

反应等离子熔覆Fe-Cr-Ti-C涂层的组织与性能

采用等离子表面熔覆技术,以高能等离子束为热源在Q235基体钢板上熔覆无钛以及含钛(其它粉末成分基本不变)的铁基合金涂层.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、显微硬度计对涂层的组织、相组成和显微硬度等进行分析.结果表明,与无钛铁基粉末涂层相比,含钛铁基合金熔覆层晶粒组织明显细化,且含有较多带状晶,但随着合金粉末中钛含量的增多,熔覆层共晶组织中硬质相(Cr,Fe)7C3逐渐增多,抑制了硬质相的析出,熔覆涂层的平均和最高显微硬度值也相应降低.     

高温处理对铁基合金等离子熔覆层组织的影响

试验研究了铁基合金粉末等离子熔覆层经400～850℃高温处理后的组织变化.用扫描电子显微镜(SEM)观察熔覆层的微观组织和测定微区成分,用X射线衍射仪(XRD)分析熔覆层的物相.结果表明,合金熔覆层经750℃处理后仍能保持原硬度,高于750℃,硬度降低.熔覆层的基体组织是γ(Fe、Cr、Ni)固溶体和(Cr、Fe)7C3化合物.当加热到850 ℃时,基体析出颗粒状的化合物,且组织中碳化物的类型由(Cr、Fe)7C3转变为(Cr、Fe)23C6.     

等离子弧熔覆高铬铸铁合金的组织与耐磨性

采用等离子弧粉末熔覆技术在Q235钢表面制备了高铬铸铁型铁基涂层。通过X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜观察和分析了涂层的相组成和组织形貌,并测试了显微硬度,与高铬铸铁的耐磨性进行了对比。结果表明,等离子弧制备的熔覆层组织为主要由正交结构的M7C3(M=Cr,Fe)型碳化物和面心立方结构的(Fe,Ni)固溶体构成过共晶组织,涂层的显微硬度在650~850HV0.2,与高铬铸铁相比,涂层的相对耐磨性更好。     

等离子熔覆CoCrFeNiMo高熵合金相结构及显微组织研究

目的 在普通低碳钢表面制备含难熔金属Mo的CoCrFeNiMo高熵合金熔覆层,研究熔覆层的组织结构及性能。方法 将Co、Cr、Fe、Ni、Mo金属单质粉末按等摩尔比进行配制并混合均匀,利用等离子熔覆法在Q235钢表面制备CoCrFeNiMo高熵合金熔覆层,采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计对熔覆层的合金成分、相结构、显微组织和硬度进行研究。结果 在等离子熔覆过程中存在元素烧损现象,熔覆层的实际成分为Co1.17Cr0.92Ni1.06Fe0.92Mo0.92(摩尔分数);熔覆层与基材形成了良好的冶金结合,熔覆层主要由FCC相组成,同时夹杂少量富Mo、Cr的σ相;熔覆层显微组织为树枝晶,枝晶内为固溶多种元素的FCC相,枝晶间是由FCC相和富Mo、Cr的σ相组成的共晶组织。高熵合金物相形成规律较为复杂,其相结构不能仅由热力学参数来预判,仍需要实验结果的验证。由于Mo元素的固溶强化及σ相的沉淀强化,使得熔覆层的硬度明显提高,表面硬度约为485HV。结论 利用等离子熔覆法,在Q235钢表面成功制备了含难熔金属Mo的CoCrFeNiMo高熵合金熔覆层,显著提高了CoCrFeNi高熵合金的硬度。     

纳米CeO2对铁基合金喷焊层组织和耐磨性的影响

采用等离子弧喷焊技术在Q235钢表面喷焊含纳米CeO2的铁基自熔性粉末。对喷焊层进行了显微组织、硬度和耐磨损性能的测试。结果表明,添加和未添加纳米CeO2的铁基合金喷焊层的主要组成相均为γ-（Fe,Ni）和（Cr,Fe）7C3,添加5.0%纳米CeO2的喷焊层中出现了（Cr,Fe）3C2相。此外,加入适量纳米CeO2可细化喷焊层的显微组织,提高喷焊层的硬度和耐磨性,磨损机制由黏着磨损转变为磨粒磨损。     

20Cr2Ni4A钢表面WC增强铁基涂层耐磨性能的研究

目的 制备优异的耐磨性涂层用于机械零部件表面,可有效地提高其使用寿命,减少机械设备因磨损失效而带来的各类故障.方法 以20Cr2Ni4A合金钢为基体材料,利用激光熔覆技术,制备了铁基涂层和铁基/WC复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、HV-1000显微维氏硬度计,分别对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的相组成、组织形貌、显微硬度进行表征.利用HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的磨损性能进行研究,并分析其磨损机理.结果 两种涂层的显微硬度与基体相比改善较大,其中铁基/WC复合涂层改善最为明显,表面平均硬度值为610HV.以直径为6 mm的GCr15对磨球为摩擦副,铁基涂层的平均摩擦因数为0.53左右,磨损量为0.1432 mm3,而铁基/WC复合涂层的平均摩擦因数为0.36左右,磨损量为0.05935 mm3,与铁基涂层相比,20Cr2Ni4A合金钢表面结合铁基/WC复合涂层的硬度提高了17％左右,磨损量减小了58.6％,具有良好的耐磨损性能.结论 铁基/WC复合涂层因其表面存在W2C、WC、Fe3C等物相,能够均匀分布在铁基涂层上作为耐磨骨架,显著提高了涂层的硬度和耐磨性能.     

时效对Fe320／0．5％Cu合金堆焊层组织与性能的影响

采用等离子堆焊在Q235钢试样表面制备了含有0．5％Cu的铁基合金（Fe320）层。研究了500℃时效35h处理对等离子堆焊的含0．5％Cu的铁基合金层组织结构及性能的影响。结果表明,未经时效处理的堆焊层是由α-Fe、M7C3和M23C6等物相构成,具有亚共晶组织特征,低碳板条马氏体存在于堆焊层中。经500℃时效35h以后,ε-Cu相从基体马氏体中析出,并且富铬化合物的相对含量有所增加。时效导致的富铬化合物相的增加和ε-Cu相的析出是堆焊层耐磨性提高的原因。     

Influence of alloy ingredients on mechanical properties of ternary boride hard alloy clad materials

Using Mo, B-Fe alloy and Fe powders as raw materials, and adding C, Cr and Ni ingredients, respectively, or C, Cr and Ni mixed powders, ternary boride hard alloy clad materials was prepared on Q235 steel substrate by means of in-situ reaction and vacuum liquid phase sintering technology. The influence of alloy ingredients on the mechanical properties of ternary boride hard alloy clad materials was investigated. The results indicate that a mixture of 0.8% C, 5% Cr and 2% Ni ingredients gives a ternary boride hard alloy clad material with optimal mechanical properties, such as high transverse rupture strength, high hardness and good wear resistance.     

Characteristics of Fe-based WC Composite Coatings Prepared by Double-pass Plasma Cladding Process

The Fe-based WC composite coatings were clad on Q235 steel by double-pass plasma cladding method,in which the WC-Co(WC covered with cobalt:78wt%WC,12wt%Co)doping was about 10wt%,20wt%and 40wt%,respectively.The microstructure and wear performance of the composite coatings were investigated by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscope(SEM),energy dispersive spectrometer(EDS)and ball-disc wear tests.The results show that the clad coatings contain mainly?-Fe,WC and carbides(Cr23C6,Fe3W3C-Fe4W2C)phases and the precipitation of carbides increases with the increase of WC-Co doping content.The WC-Co doping content has an obvious effect on the microstructure of the clad coatings.For the clad coatings with low WC-Co doping,the microstructure gradually transforms from planar crystal at the interface of substrate/coating to cell/dendritic crystal at the middle and the upper portion of the coatings.But there are a number of fishbone-like structure at the middle and the upper portion of clad coating with 40wt%WC-Co doping.The microstructure at the top is smaller than that at the bottom for all the coatings.The maximum of hardness of the clad coatings is 72.3HRC which is about 6.9 as much as the hardness of Q235 steel substrate.The composite coatings have good wear resistance due to the reinforcement of carbide particles and the strong bonding between carbide particles and ferroalloy.The suitable increase of WC-Co doping content can improve the wear resistance of the composite coatings.     

STUDY ON PTA CLAD (Cr,Fe)7C3 /γ-Fe CERAMAL COMPOSITE COATING

A wear resistant （Cr, Fe）7C3/γ-Fe ceramalcomposite coating wasfabricatedon substrate of a 0.45% C carbon steel by plasma transferred arc （PTA） cladding process using the Fe-Cr-C elemental powder blends. The microstructure, microhardness and dry sliding wear resistance of the coating were evaluated. Results indicate that the plasma transferred arc clad ceramal composite coating has a rapidly solidified microstructure consisting of blocky primary （Cr, Fe）7C3 and the interblocky （ Cr, Fe）7C3/γ-Fe eutectics and is metallurgically bonded to the 0.45%C carbon steel substrate. The ceramal composite coating has high hardness and excellent wear resistance under dry sliding wear test condition.     

STUDY ON PTA CLAD (Cr, Fe)7C3/γ-Fe CERAMAL COMPOSITE COATING

A wear resistant (Cr, Fe)7C3/γ-Fe ceramal composite coating wasfabricated on substrate of a 0.45%C carbon steel by plasma transferred arc (PTA) cladding process using the Fe-Cr-C elemental powder blends. The microstructure, rnicrohardness and dry sliding wear resistance of the coating were evaluated. Results indicate that the plasma transferred arc clad ceramal composite coating has a rapidly solidified microstructure consisting of blocky primary ( Cr, Fe)7C3 and the interblocky ( Cr, Fe)7C3/γ-Fe eutectics and is metallurgically bonded to the 0.45%C carbon steel substrate. The ceramal composite coating has high hardness and excellent wear resistance under dry sliding wear test condition.     

Influences of the microstructure on the wear resistance of cobalt-based ahoy coatings obtained by plasma transferred arc process

The microstructure, substructure, and wear characteristic of cobalt-based alloy coatings obtained by plasma transferred arc (PTA) process were investigated using optical metallurgical microscope, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), and dry sand abrasion tester (DSAT). The aging effect on the structure and wear resistance of the cobalt-based PTA coating was also studied. The results show that the as-welded coating consists of cobalt-based solid solution with face-centered cubic structure and hexagonal (Cr, Fe)7C3. There are a lot of stacking faults existing in the cobalt-based solid solution. After aging at 600℃ for 60 h, the microstructure becomes coarse, and another carbide (Cr, Fe)23C6 precipitates. As a result, the wear mass loss of the aged sample is higher than that of the as-welded sample.     

铬铁原矿粉掺杂制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层及其组织性能

目的 以40Cr钢为基体,制备掺杂铬铁原矿粉的CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层,提高其硬度与耐磨性.方法 在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯金属粉末中掺杂铬铁原矿粉,矿粉有效原子数分数为0％、5％、10％、15％时,采用激光熔覆技术,在40Cr钢基体上制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层.利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜,表征高熵合金涂层的物相结构及微观组织.利用硬度计、磨粒磨损机,对涂层的硬度及耐磨性能进行表征.结果 不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层为单一的BCC相,铬铁原矿粉为10％时,出现FCC相.高熵合金涂层微观组织以胞状树枝晶为主,涂层与结合区存在明显分界,与基体呈良好的冶金结合.不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层平均硬度值为643.5HV;铬铁原矿粉为15％时,涂层平均硬度值为838.1HV,是基体的3.4倍.磨损率随铬铁原矿粉占比的增加而降低,铬铁原矿粉有效原子数分数为15％时,磨损率约为0.14 mg/mm2,耐磨性能最好.结论 在40Cr钢基体上成功制备出了以铬铁原矿粉为掺杂组元的高熵合金涂层,铬铁原矿粉的掺入,提升了CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层的硬度与耐磨性.     

感应加热金刚石/镍基复合涂层微观组织与性能

采用感应加热的方式,在65Mn钢基体表面制备了金刚石质量分数为10%的复合镍基涂层,利用SEM、EPMA、XRD对钎涂接头的微观组织和相组成进行了分析,研究了感应钎涂中金刚石/钎料界面的元素扩散机制和形成机制。并利用干砂橡胶轮磨损试验机测试了涂层的耐磨性能,分析了金刚石/镍基涂层的耐磨增强机制。结果表明,钎涂层中钎料合金物相主要为Ni₄B₃、(Ni,Fe)固溶体、Ni₃Si₂、CrB;金刚石与钎料合金发生了冶金反应,金刚石/钎料合金界面的C元素分布促使金刚石表面出现了双层碳化物结构,分别为金刚石侧的Cr₃C₂和在Cr₃C₂表面生长的Cr₇C₃。金刚石复合涂层的耐磨性能显著优于钢基体,涂层60min磨损失重仅0.25g,为钢对比试样磨损失重的1/12,金刚石在磨损过程中起到了阻挡犁沟扩展的作用,涂层的失效机制为镍基合金磨损和金刚石的脱落。