铸铝ZL109激光合金化层的组织和性能研究

采用１０ＫＷ连续横流ＣＯ２激光器在铸造铝硅合金基底上成功地制备了表面合金化改性层。通过ＳＥＭ、ＴＥＭ分析、显微硬度测试及耐磨性对比试验,了ＬＳＡ改性涂层的显微结构,相组成和改性效果。     

铝合金激光熔覆处理等离子涂层的显微组织

利用５ｋＷＣＯ２激光器,对ＡｌＳｉ合金表面的等离子涂层（ＮｉＣｒＢＳｉ）进行熔覆处理。ＳＥＭ,ＴＥＭ和Ｘ射线衍射分析结果表明,激光合金层中的组织以铝镍金属间化合物（Ａｌ３Ｎｉ,Ａｌ３Ｎｉ２,ＡｌＮｉ和ＡｌＮｉ３）为主。在激光熔化层的表面,有富铝的Ａｌ３Ｎｉ相存在;而在激光熔化层的内部,则有富镍的ＡｌＮｉ３相存在。一些非晶组织出现在激光熔化层亚表层中,使得该区域有较高的硬度（平均ＨＶ９５２）,是原等离子涂层的３倍和铝合金基底的１２倍。     

GL渗铝钢管渗铝层的显微硬度及相组成

采用光镜、显微硬度计、扫描电镜（ＳＥＭ）、电子探针（ＥＰＭＡ）和Ｘ－射线衍射等试验方法，对感应料浆法（ＧＬ）渗铝钢管Ｆｅ—Ａｌ合金渗层的显微硬度和相组成特征进行研究。结果表明，ＧＬ渗铝钢管渗铝层显微硬度由表及里为６００～３２０ＨＭ，渗铝层由α─Ｆｅ（Ａｌ）固溶体、Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ相构成，不存在含铝较高的ＦｅＡｌ２、Ｆｅ２Ａｌ５和ＦｅＡｌ３等脆性相，改善了渗铝钢的抗变形能力和焊接性能。     

TiAl合金激光表面合金化涂层的组织与耐磨性

以ＮｉＣｒ－ＷＣ混合料末为原料,对ＴｉＡｌ合金进行激光表面合金化处理,制得了以γ－ＮｉＣｒＡｌＴｉ镍基固溶体为基体,以ＴｉＣ,Ｗ２Ｃ及Ｍ２３Ｃ６为增强相的耐磨复合材料表面改性层。分析了改性层的组织,并测试了其在滑动摩擦试验条件下的耐磨性。实验结果表明,激光表面合金化涂层具有较高的硬度及较好的耐磨性。     

激光熔覆Fe—Cr—W—Ni—C合金的微观组织及其演化

用ＳＥＭ,ＡＴＥＭ及化学分析、显微硬度测定等手段,对激光熔覆Ｆｅ－Ｃｒ－Ｗ－Ｎｉ－Ｃ（其质量比为１０：５：１：１：１）合金的微观组织进行了研究。结果表明,该合金经激光熔覆后可得到亚共晶和过共晶两类熔覆组织为γ＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）及Ｍ７Ｃ３＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）,存在领先相的竞争与选择,γ为亚稳奥氏体,具有较高的合金元素过饱和含量;Ｍ７Ｃ３（Ｍ＝Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ等）为Ｃｒ基合金碳化物。存在层片状、蜂窝状、网     

DIFFUSION PHENOMENA AND MICROSTRUCTURE STABILITY OF Ni－Cr－Al－Y－Si COATING ON THENi_3Al BASED ALLOY SUBSTRATE

ＤＩＦＦＵＳＩＯＮＰＨＥＮＯＭＥＮＡＡＮＤＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳＴＡＢＩＬＩＴＹＯＦＮｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ－ＳｉＣＯＡＴＩＮＧＯＮＴＨＥＮｉ_３ＡｌＢＡＳＥＤＡＬＬＯＹＳＵＢＳＴＲＡＴＥＺ．Ｐ．Ｘｉｎｇ;Ｙ．Ｆ．Ｈａｎ;Ｙ．Ｌ．ＪｉａｎｄＭ．Ｇ?..     

DEVELOPMENT OF MoS_2-CONTAINING Ni-Cr BASED ALLOYS AND THEIR HIGH-TEMPERATURE TRIBOLOGICAL PROPERTIES

ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＯＦＭｏＳ２ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧＮｉＣｒＢＡＳＥＤＡＬＬＯＹＳＡＮＤＴＨＥＩＲＨＩＧＨＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＴＲＩＢＯＬＯＧＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ①ＸｉｏｎｇＤａｎｇｓｈｅｎｇＣｏｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｌ...     

PROTECTION AND DAMAGE OF PREFORMED OXIDE SCALES OF Fe-25Cr-5Al AND-10Al ALLOYS DURING THEIR SUBSEQUENT SULFIDATION

ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＡＮＤＤＡＭＡＧＥＯＦＰＲＥＦＯＲＭＥＤＯＸＩＤＥＳＣＡＬＥＳＯＦＦｅ－２５Ｃｒ－５ＡｌＡＮＤ－１０ＡｌＡＬＬＯＹＳＤＵＲＩＮＧＴＨＥＩＲＳＵＢＳＥＱＵＥＮＴＳＵＬＦＩＤＡＴＩＯＮ￥Ｑｉ，Ｈｕｉｂｉｎ；Ｚｈｕ，Ｒｉｚｈａｎｇ；Ｈｅ...     

铝基复合材料－不锈钢摩擦焊接过渡区的显微结构特征

研究了铝基复合材料与奥氏体不锈钢间异种金属摩擦焊焊接过渡区在不同焊接条件下的显微组织变化规律．扫描电镜（ＳＥＭ）观察到强度较高的奥氏体不锈钢在焊接过程中发生明显的塑性变形，焊接界面附近不同部位变形机制和特征不同，变形方式主要是形成形变孪晶、滑移带和位错亚结构；透射电镜（ＴＥＭ）观察到过渡区是由微晶氧化物Ｆｅ（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_４或ＦｅＯ·（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３氧化物层和ＦｅＡｌ_３金属间化合物层组成     

团球状巫晶体奥氏体——贝氏体钢抗冲击磨料磨损行为

采用ＴＥＭ,ＳＥＭ,电子探针和ＭＤＬ－１０型动载磨料磨损实验机研究Ｍｇ－Ｃｅ－Ａｌ复合变质团球状共晶体奥－贝钢（简称ＡＢＮＥ钢）复相组织的形成及抗冲击磨料磨损行为。结果表明,钢中贝工体组织由板条铁素体与残余奥氏体组成,团球状共晶体是（Ｆｅ,Ｍｎ）３Ｃ和奥氏体两相伪共晶组织。ＡＢＮＥ钢在中、低冲击工况下耐磨性优于奥－贝钢、奥－贝球铁、团球状碳化物中锰钢,其原因与团球状共晶体可有效地减轻磨料的侵入深度     

铁基合金激光熔覆组织及高温时效转变的TEM研究

利用ＡＴＥＭ研究了铁基多元合金ＦｅＣｒＷＮｉＣ激光熔覆层的微观组织、亚稳相结构特征以及高温时效时的亚稳相转变机制。结果表明组织为亚共晶组织,即γ＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）,γ奥氏体为具有较高合金度的过饱和亚稳相,Ｍ７Ｃ３（Ｍ为Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ）为六方结构的Ｃｒ基亚稳合金碳化物。熔覆组织在高温时效时存在两类碳化物形成机制,即亚稳γ中析出Ｍ２３Ｃ６、Ｍ２Ｃ与ＭＣ碳化物以及Ｍ７Ｃ３→Ｍ２３Ｃ６与Ｍ７Ｃ３→Ｍ６Ｃ的碳化物原位转变机制。熔覆组织具有较高的显微硬度并存在显著的二次硬化特征     

氧乙炔火焰喷焊制备自熔性合金涂层及其性能研究

目的研究镍基自熔性合金喷焊涂层成形机理,比较不同合金材料制备涂层的综合性能,以获得综合性能最佳的喷焊材料。方法以四种不同成分的镍基自熔性合金粉末作为喷焊材料,通过氧乙炔火焰在45钢基材表面进行喷焊。使用金相显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜等对喷焊层进行显微结构分析,并利用维氏硬度计、磨损试验机等对喷焊涂层性能进行对比分析。结果氧乙炔火焰制备的涂层与基体呈现良好的冶金结合,涂层和基体在喷焊过程中发生元素扩散,生成了金属间化合物,基体的整体性能有显著改善。随着材料中Cr、B、Si等合金元素含量的增加,喷焊时涂层中生成的BCr、Ni17Si3等共晶硬质相含量上升,促使涂层的显微硬度、耐磨性能等得到显著提升。其中,Ni60A涂层提升最为显著,其涂层硬度相当于基体硬度的2.5倍,耐磨性为基体的18.1倍。Ni25A涂层提升最小,其显微硬度是基体的1.3倍,耐磨性是基体的6.6倍。结论喷焊状态下的Ni60A涂层与基体冶金结合良好,涂层表面质量好,涂层性能最佳。     

Cr3C2/Ni3Al复合材料的微观组织和室温耐磨性

采用药芯焊丝法制得Ni-Al-Cr3C2复合焊丝,将该焊丝堆焊于工件表面,在堆焊过程中,利用氩弧物理热和Ni-Al反应热,Ni与Al化合反应生成Ni3Al金属间化合物,Cr3C2则发生分解,除少部分[C]与[Cr]固溶于Ni3Al基体中外,大部分反应重新析出细小的Cr3C2相,均匀地分布于Ni3Al基体中.室温磨粒磨损和微动磨损实验结果表明,Cr3C2/Ni3Al复合材料的耐磨性为Stellite12合金的2倍左右,较高的硬度、高的碳化物体积分数以及碳化物与Ni3Al基体间良好的界面结合力是Cr3C2/Ni3Al复合材料耐磨性优良的主要原因.     

Cr12MoV钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层的组织及性能

使用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni20Cr和Ni60A多层Ni基合金耐磨涂层,并使用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪分析了涂层的物相和显微组织。同时运用显微维氏硬度计以及高速往复摩擦磨损试验机对比分析了涂层与基体的硬度及耐磨性。结果表明,采用Ni20Cr作为打底层的多层Ni基合金涂层,能有效改善涂层与基体的冶金结合,大大减少涂层中的裂纹、气孔等缺陷。涂层表面物相主要为g-(Fe, Ni)、FeNi₃、BNi₃、Cr₃C₂以及Ni-Cr-Fe;涂层底部至表面的组织为胞状树枝晶、柱状树枝晶、择优生长树枝晶以及等轴树枝晶。Ni60A涂层大大提高了Cr12MoV模具钢的表面硬度,涂层表面显微硬度最高可达到1000 HV0.2,是基体的1.6倍。Ni60A涂层耐磨损性能明显优于基体,较基体提高了2.0~3.3倍。在Cr12MoV模具钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层后,形成了Cr₃C₂、Ni-Cr-Fe等硬质相,可有效提高其表面的硬度和耐磨性,起到降低模具在使用过程中因摩擦磨损而报废的概率,从而进一步延长模具的使用寿命。     

1Cr17Ni4不锈钢金属和陶瓷等离子体喷涂工艺研究

1Cr17Ni4马氏体型不锈钢用作传动轴时耐磨损性能有待改善.采用等离子体喷涂方法在1Cr17Ni4马氏体型不锈钢表面制备Al2O3-TiO2 、Cr2O3陶瓷涂层和NiCrAlY金属涂层及NiCrAlY/ Al2O3-TiO2、NiCrAlY/ Cr2O3复合涂层,研究了它们的组织结构和磨损特性,讨论了喷涂工艺与耐磨损性能的关系.结果表明, Cr2O3涂层组织致密度高,与基体结合强度高,其耐磨性能好.提高喷涂功率时,Al2O3-TiO2、Cr2O3涂层致密度及与基体结合强度提高,其耐磨性能提高.合金涂层NiCrAlY的熔化状况和平化效果较陶瓷涂层优良,陶瓷涂层只有在较高喷涂功率时才有较好熔化和平化效果,而合金涂层在较低喷涂功率时,就可以得到较好的熔化和平化效果.陶瓷涂层Al2O3-TiO2、Cr2O3在磨损过程中的去除机制为断裂机制,金属涂层NiCrAlY在磨损过程中的去除机制为塑性变形机制.     

摩擦喷射纳米Al2O3/Ni复合镀层的组织形貌及其性能研究

采用摩擦喷射电沉积工艺制备了纳米Al2O3／Ni复合镀层，考察了该镀层的表面和断面形貌，并对镀层性能进行了测试分析。研究表明，摩擦喷射纳米Al2O3／Ni复合镀层表面较为平整，镀层与基体结合紧密。一次性镀覆厚度达到1．40mm，远高于电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层（0．35mm），镀层硬度达到650HV。在试验条件下，该镀层的耐磨性是摩擦喷射Ni镀层的1．44倍，是纳米Al2O3／Ni刷镀层的1．15倍，摩擦因数也低于摩擦喷射Ni镀层和电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层。     

铝硅合金表面激光Cr／WC梯度层组织及抗微动磨损性能研究

利用5kWCO2激光器对铸造铝硅合金表面进行两次激光辐照,先后将不同成分的预置合金粉末和基体材料一起熔化后迅速凝固,在其表面获得Cr/WC激光表面梯度层,并对它们的显微组织进行分析,发现在表面梯度层中存在大量的Al/Cr化合物Al9Cr4。在激光表面梯度层中自表及里显微硬度基本呈连续变化趋势,而单次激光表面合金化层与基体之间的显微硬度值有一突变,在基体和激光表面改性层的微动磨损试验中发现,激光改性后的表面抗微动磨损的能力增强,磨损机制不同于铝硅合金基体,而表现出较好的抗粘着损伤性能。     

Effect of number of layers on erosion,corrosion, and wear resistance of multilayer Cr–N/Cr–Al–N coatings on AISI 630 stainless steel

In the present study, multilayered Cr–N/Cr–Al–N coatings were prepared by cathodic arc physical vapor deposition (PVD) with different numbers of layers and the same total thickness on AISI 630 steel in an attempt to improve the wear and erosion–corrosion resistance. Structural analysis of the coatings was performed by field scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), and energy-dispersive spectroscopy. Depth profiles and roughness parameters of worn surfaces were calculated after erosion and wear tests. XRD indicated that nitride compounds were formed in multilayer coatings by PVD. The Cr–N/Cr–Al–N coating exhibited superior corrosion resistance compared with AISI 630 substrate. The erosion–corrosion results revealed that the smoothest wear track with the minimum erosion rate and wear depth was obtained for five- and seven-layered coatings. The failure mechanism of the bare substrate was influenced by plastic deformation via cutting and plowing, while the failure mechanism for coated samples was chipping and delamination. According to the wear results, the multilayer coatings showed a lower friction coefficient and better surface morphology that demonstrated their high ability for wear protection.     

等离子熔覆NiCr-Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的研究

目的研究碳化铬含量及磨损载荷力对复合涂层摩擦磨损性能的影响,探究不同磨损载荷下的磨损机制。方法采用5种Ni55和NiCr-Cr_3C_2的混合粉末(Ni Cr-Cr_3C_2质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%),通过等离子熔覆技术制备金属基复合涂层。采用XRD、SEM对涂层物相进行检测分析,使用Rtec万能摩擦磨损试验机对复合涂层表面进行不同载荷下的摩擦磨损性能测试。对涂层组织、摩擦系数、磨损体积及磨损表面微观形貌进行对比分析,探究碳化铬的含量以及摩擦载荷对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果 NiCr-Cr_3C_2在熔覆过程中发生熔化,XRD测得涂层中的碳化物主要以Cr_7C_3为主,其他主要物相包括Cr_3C_2、Cr_(23)C_6、Cr_5B_3、Ni_3Si。复合涂层的硬度及耐磨性能随着碳化铬含量的增加而增大,硬度最高达1500HV以上,耐磨性是基体Q235的2～16倍。当磨损载荷低于80 N时,主要发生磨粒磨损;当磨损载荷为100 N时,主要发生粘着磨损和磨粒磨损,其中S5的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。结论加入碳化铬,随着碳化铬含量增加,复合涂层的耐磨性不断提高,并且随着磨损载荷的增大,涂层磨损机制发生转变。     

钛合金表面离子束增强沉积的Cr和CrMo合金膜层及其性能

利用多功能离子束增强沉积(IBED)设备，在Ti6Al4V钛合金表面制备Cr和CrMo合金膜层，以提高钛合金表面的耐磨性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、辉光放电光谱仪和显微硬度计分析和测试了IBED膜层的结构、形态、成分分布、硬度和膜基结合强度的大小。利用球一盘磨损试验机和电化学综合测试仪研究了IBED膜层的摩擦学性能和电化学腐蚀特性。结果表明，利用IBED方法可以在难镀材料钛合金表面制备膜基结合强度高、结晶致密和晶粒尺寸达纳米级的高硬度Cr膜和CrMo合金膜层，显著提高了钛合金表面的抗磨性能，且膜层本身有很好的耐Cl^-介质环境电化学腐蚀性能，与钛合金基体之间有很好的接触腐蚀相容性。