Mo对铁基合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用半导体激光器激光熔覆含有10%Mo的铁基合金熔覆层,借助Leica DM2700M金相显微镜、HVS-5Z数显显微硬度计、WTM-2E可控气氛微型摩擦磨损试验仪、FA2004B高精度电子天平对熔覆层的组织、硬度、摩擦因数及失重量进行了分析。实验结果表明:Mo单质的添加明显增加熔覆层组织的结核率,细化熔覆层组织;Mo单质的添加增强了熔覆层变形的位错阻力,提高了熔覆层的硬度,最高硬度达到HV774;添加Mo单质能够提高熔覆层的变形能力,降低熔覆层的摩擦因数,并且熔覆层组织细化和均匀性提高了摩擦因数的稳定性。熔覆层的失重量远小于基体的失重量。     

激光熔覆层裂纹的影响因素

对激光熔覆层裂纹形成的影响因素进行了研究,激光熔覆试验结果表明:熔层组织中共晶组织和熔覆层底部粗大的树枝晶是熔覆层的薄弱区,易于产生裂纹;在熔覆前后或进行过程中,对基材进行预热处理,可有效消除或减少熔覆层中的裂纹;增大激光功率、减少送粉量,激光熔覆熔层开裂倾向降低;增大熔覆速率,熔覆层的开裂倾向将增大.     

预热对27SiMn钢激光熔覆热影响区显微组织和力学性能的影响

采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备了铁基熔覆层,考察了预热对27SiMn钢热影响区显微组织及力学性能的影响。结果表明,激光熔覆27SiMn钢热影响区出现大量马氏体组织;拉伸断裂断口由河流状解理面、撕裂棱及韧窝组成,表现为准解理断裂;预热处理有效减少了马氏体含量,且出现珠光体组织。预热温度100℃时,淬火层硬度下降25.4%、延伸率提升11.5%、抗拉强度下降14.3%。预热温度升高至300℃时,拉伸断裂方式转变为韧性断裂。适当的预热可有效减少27SiMn钢热影响区的马氏体组织,缓解淬冷导致27SiMn钢的韧性下降问题,提升激光熔覆27SiMn钢液压油缸的服役安全性。     

影响激光熔覆层质量因素的研究

运用先进激光熔覆新技术对液压支架表层进行强化处理,对影响液压支架表面激光熔覆层质量的因素进行实验研究分析。结果表明:激光器功率、激光熔覆扫描速度、搭接率、熔覆材料等因素都对激光熔覆层的成型性、耐腐蚀性能及内部组织结构等性能有影响,并结合液压支架激光熔覆实际工业应用情况,指出提高激光熔覆层质量的措施及方法。     

铝青铜表面激光熔覆层的润滑摩擦性能

采用激光熔覆技术在QAl9-4铝青铜表面熔覆生成一层合金层,对激光熔覆后QAl9-4铝青铜试样和未经过激光熔覆处理的QAl9-4铝青铜在润滑条件下的摩擦性能进行对比分析.结果表明,激光熔覆后的试样摩擦因数和磨损体积都比未经过处理的试样低.激光熔覆层的高耐磨性主要取决于其存在强化相,在润滑条件下磨损失效形式主要为磨粒磨损,但随着摩擦速度的增加,材料表面逐渐产生粘着磨损.由于激光熔覆层基体强度高,以及强化相在润滑摩擦过程中形成高强度的骨架和光滑的支撑面,摩擦过程中形成的犁沟又具有存储润滑油的作用,因此激光熔覆层表现出很好的润滑摩擦磨损性能.     

淬火工艺对27SiMn钢组织和性能的影响

研究了淬火工艺对27SiMn钢组织和力学性能的影响。实验表明, 830～930 ℃温度范围内“零保温”淬火, 随淬火温度升高, 27SiMn钢的强度、硬度增加; 高于930 ℃后, 强度、硬度逐步下降。该钢“零保温”淬火得到细小的板条状马氏体组织, 其原因与奥氏体晶粒细化和奥氏体中碳分布不均匀有关。采用(910±10)℃淬火、(630±10)℃回火的“零保温”调质工艺处理的27SiMn钢缸体, 力学性能完全满足技术要求。     

搭接率对激光熔覆TC4合金熔覆层耐腐耐磨性能影响

为了探究多道激光熔覆搭接率对熔覆层耐腐耐磨性能的影响,采用高功率半导体光纤耦合激光器以搭接率为变量制备单层多道熔覆涂层,通过分析不同工艺参数熔覆层和基材的硬度曲线、显微组织、极化曲线、摩擦磨损来判断工艺参数与组织和性能之间的关系。结果发现,激光熔覆可以显著提高TC4合金硬度的同时耐磨性能也要优于基材,熔覆层硬度可以达到500 HV左右,相比于基材的硬度提高约25.7%。对激光熔覆TC4合金来说搭接率的变化对内部相的构成无明显的影响,主要由α相和α′相构成,内部可以看到有原始β相晶粒存在,在晶粒内部马氏体组织相互交错呈网篮结构。与基材相比熔覆层的组织更为细密具有更好的耐蚀性。     

两种铁基激光熔覆层组织与性能的分析

通过对激光熔覆铁基合金进行成分设计和试验,获得了无裂纹熔覆层,分析研究了两种熔覆层物相组成、显微组织及其性能。结果表明,两种熔覆层组织均匀,均为细密枝晶组织;两种熔覆层的组织主要由γ-Fe、α-Fe、Fe0.64Ni0.36、FeNiCrC组成,随着Cr含量的增加,熔覆层中 α-Fe 增加,而γ-Fe减少,且表面硬度降低,但腐蚀性能随着Cr含量增加而显著增强。     

零保温热处理温度对27SiMn钢组织性能的影响

采用正交组合回归设计实验方法，研究了零保温条件下淬火和回火温度对27SiMn钢强度和硬度的影响规律，并进行了显微组织分析．实验表明，27SiMn钢零保温淬火后得到极细的板条状马氏体组织．900℃零保温淬火，强度、硬度超过880℃常规淬火，其原因与奥氏体晶粒细化和奥氏体中碳浓度分布不均匀有关．     

激光能量密度对激光熔覆组织性能的影响

通过对Q345表面的激光熔覆层进行硬度测量及微观组织分析,揭示了不同激光能量密度下熔覆层和热影响区内显微硬度的分布规律.对比不同激光能量密度下试样的微观组织和显微硬度,发现微观组织越小越致密,硬度越高.研究结果为矿山机械关键件的激光熔覆制造提供了理论依据.     

扫描速度对车用316L不锈钢熔覆层组织及力学性能的影响

采用不同激光扫描速度在304不锈钢表面制备了316L熔覆层，通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度计分别对316L熔覆层宏观形貌、相组成、微观组织及显微硬度进行研究。结果表明，316L熔覆层呈单相奥氏体结构，随着扫描速度升高，激光功率密度降低，热输入减小，冷却速度加快，熔覆层晶粒尺寸减小。熔覆层显微硬度与扫描速度成正相关，其中扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层显微硬度最高，为275HV_0.3。熔覆层显微硬度的升高是晶格畸变导致的固溶强化和细晶强化的协同作用引起的。磨损试验结果表明，316L熔覆层平均摩擦系数显著低于304不锈钢基体，扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层摩擦系数为0.424,磨损率为2.29×10^-6mm³/(N·m),磨损机理为磨粒磨损。     

中部槽激光熔覆层磨损性能的研究

针对激光熔覆强化中板的耐磨性,进行了磨损试验。研究结果表明:激光熔覆层显著提高了基体的耐磨性,同时在磨损过程中载荷、速度等因素对熔覆层的摩擦磨损产生影响。     

等离子熔覆铁基冶金熔覆层的组织与性能

采用等离子熔覆技术,通过对材料及工艺的参数优化,在现有耐磨材料的基础上研发新型铁基耐磨熔覆层材料。对研发的4种新型熔覆层进行性能评价,结果表明,B、C、D试样的冶金结合都比较好,熔覆层从熔合线往上的组织变化比较平缓,为平面晶、枝晶及等轴树枝晶;B试样熔覆层组织中气孔率极小,硬度最高,A试样在组织和硬度性能上都有缺陷;摩擦过程中摩擦因数均呈现4个变化阶段:迅速下降区、小幅上升区、波动区和稳定区,C试样的磨损量最少,磨损形貌最轻微;基底的磨损机制以黏着磨损、磨粒磨损以及疲劳磨损为主,熔覆层材料以磨粒磨损为主。     

基于激光辅助冷喷涂的立柱耐蚀涂层研究

针对综采工作面液压立柱在恶劣的矿井环境中易腐蚀失效问题,提出采用激光辅助冷喷涂的工艺方法制备液压立柱耐腐蚀涂层。运用LS-DYNA动力学分析软件,建立激光辅助冷喷涂工艺制备耐腐蚀涂层的二维模型。对Ni60金属颗粒在27SiMn钢基体上形成涂层的过程进行数值模拟,分析碰撞速度、沉积区域温度对颗粒及基体变形行为的影响,验证此种工艺方法在液压立柱表面的应用可行性。仿真结果表明,常温下颗粒沉积速度为800 m/s和基体沉积区域温度为850～1 000℃、颗粒沉积速度为600 m/s时,Ni60金属颗粒都能够较好地沉积到27SiMn钢的基体上。     

激光熔覆工艺参数对高速钢涂层性能的影响

通过激光熔覆技术,在316L不锈钢表面制备了高速钢涂层。研究了送粉速度和扫描间距(搭接率)对熔覆层性能的影响。结果表明,在送粉速度0.4 r/min、扫描间距0.9 mm时,熔覆层性能较佳。熔覆层表面平滑,无球化缺陷,与基体之间冶金结合良好; 熔覆层内部组织紧密,无气孔和浮渣等缺陷。熔覆层组织结构从下至上依次为平面晶、柱状晶和等轴晶。熔覆层由α-Fe和碳化物组成,且碳化物分布均匀,无明显偏析。熔覆层平均硬度为基体的3.68倍。熔覆层动摩擦系数分布曲线波动小,明显低于基体动摩擦系数。     

激光熔覆TiC增强镍基熔覆层的微观组织与耐磨性研究

选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉,利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层,考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明,镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主;高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚;随着TiC含量增加,熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显;三体磨损实验结果表明,复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低,表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。     

螺旋钻杆等离子熔覆层的组织与性能分析

采用等离子熔覆在R780材质钻杆上堆焊3种不同螺旋熔覆层,并利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计和磨料磨损试验机等分析测试手段研究了不同熔覆层的组织与性能。结果表明:熔覆层中添加少量稀土元素即可使其晶粒细化,添加Al2O3-TiO2复合陶瓷粉末,可在熔覆层中形成弥散分布的Al2O3硬质强化相。添加稀土元素和Al2O3-TiO2后的熔覆层的硬度和耐磨性有明显的提高。     

螺旋钻杆等离子熔覆层的组织与性能分析

采用等离子熔覆在R780材质钻杆上堆焊3种不同螺旋熔覆层,并利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计和磨料磨损试验机等分析测试手段研究了不同熔覆层的组织与性能。结果表明:熔覆层中添加少量稀土元素即可使其晶粒细化,添加Al2O3-TiO2复合陶瓷粉末,可在熔覆层中形成弥散分布的Al2O3硬质强化相。添加稀土元素和Al2O3-TiO2后的熔覆层的硬度和耐磨性有明显的提高。     

Ni-65WC粉末的雾化造粒与激光熔覆层组织和冲蚀性能研究

为提高煤炭开采、洗选和煤化工的煤机装备耐冲蚀性能,利用雾化造粒和激光熔覆技术制备高WC含量Ni/WC复合熔覆层,通过组织观察、力学性能检测、腐蚀及磨损实验对比研究了雾化造粒和激光熔覆过程中Ni/WC复合熔覆层的组织、结构演变,并基于射流式冲蚀分析了材料的冲蚀行为。结果表明:喷雾干燥Ni/WC团聚复合粉末的球形度与粘结剂含量成正比,而粒径则与雾化器转速成反比。激光熔覆后,Ni/WC熔覆层由Ni、WC和W₂C相组成。其中,在熔覆过程中WC出现了熔解与析出变化,形成了层状共晶→棒状、针状→块状结构的富W和富Ni相。在冲蚀磨损工况下,WC有效改善了Ni/WC熔覆层冲刷磨损性能,磨损率为0.097 g/(m²·h),相比Q235A钢降低约23%。此时,细小的WC均匀镶嵌在磨损表面的粘结相中起到强化作用。同时,Ni/WC熔覆层的剥落处表现出明显的塑性特征,为典型的韧性破坏。