贝氏体钢中贝氏体铁素体精细孪晶

用高分辨透射电子显微镜观察分析了贝氏体钢贝氏体铁素体的精细结构及其尺寸。观测指出，贝氏体铁素体的组织结构可分为三个层次：贝氏体条束或贝氏体片、亚片条和最小基本单元，或者分为四个层次：贝氏体条束或贝氏体片、亚片条、亚单元和最小基本单元。贝氏体铁素体条束由细小亚片条组成，这些亚片条多数是精细孪晶片条，它们宽度 为5．0－40nm。细小亚片条间存在孪晶取向关系。多数细小亚片条由大约5．0－25nm尺寸的基本单元组成。     

激光熔覆纳米贝氏体涂层的组织与性能

采用高功率CO2激光熔覆铁基合金粉末,获得了无裂纹、稀释率低、成形良好的熔覆涂层。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对熔覆层的显微组织进行了观察与分析,通过硬度测试与拉伸试验考察了涂层的力学性能。结果显示:熔覆层为纳米贝氏体与残余奥氏体的复合组织,均匀分布的贝氏体铁素体板条厚度为50～80 nm,贝氏体板条间为厚度10～30 nm更为细小的残余奥氏体薄膜;熔覆层平均硬度为610 HV,熔覆涂层的抗拉强度为1 280 MPa,延伸率为6.41%,拉伸断口形貌为韧窝断口。     

贝氏体铁素体精细结构孪晶及纳米结构

用高分辨电子显微镜观察分析贝氏体钢贝氏体铁素体精细结构及其尺寸的结果表明 ,上贝氏体铁素体亚片条间存在孪晶取向关系 ;下贝氏体铁素体内有孪晶 ;贝氏体铁素体条束由细小的亚片条组成 ,这些亚片条多数是精细孪晶细小片条。高分辨电镜 (HREM)准确地确定细小孪晶片条宽度在 2～ 30nm范围内。文中讨论了贝氏体铁素体精细孪晶形成机制     

激光熔覆无碳化物贝氏体涂层制备及其摩擦学性能

通过控温激光熔覆及后续等温转变处理,制备出显微组织细小、硬度分布均匀且耐磨性良好的无碳化物贝氏体涂层。采用光学显微镜、XRD、TEM、SEM、显微硬度计、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机等分别对不同参数的熔覆试样、对比试样的显微结构及性能进行测试。结果表明:与盐浴淬火试样相比,采用控温激光熔覆技术制备的无碳化物贝氏体涂层显微组织均匀细小,贝氏体晶格常数由2.8692?增加到2.8697?,铁素体微晶尺寸由86.3 nm减小至67.0 nm,无碳化物贝氏体涂层的显微硬度由(384±18)HV0.1提高到(430±13)HV0.1。摩擦因数由1.21降低至1.05,磨痕深度由0.1 mm降低至0.04 mm。较高的表面硬度提高了无碳化物贝氏体涂层表面抵抗塑性变形的能力,减缓了磨痕表层的剥落。     

准下贝氏体的孪晶及形成机制

透射电镜实验证实在含硅钢准下贝氏体组织中存在孪晶亚结构,贝氏体中脊亦存在孪晶。中脊与残余奥氏体孪晶是贝氏体铁素体切变共格长大时协调均匀切变形成的变形挛晶。     

孪晶密度和温度对纳米孪晶钛力学性能的影响

采用分子动力学方法模拟不同孪晶密度和不同温度下纳米孪晶钛单轴拉伸力学行为。模拟结果表明：室温下随着孪晶密度的降低,纳米孪晶钛的屈服强度出现先提升后降低的现象,材料存在临界孪晶密度。当孪晶密度小于临界孪晶密度时,孪晶界对晶粒的细化作用导致材料的强度提升。当孪晶密度大于临界孪晶密度时,孪晶界、晶界和两者交汇处的位错成核增殖成为材料变形的主导因素;且当孪晶密度远离临界值时,孪晶间隔变小、位错源增多,位错成核与增殖加剧,材料的强度降低。相同孪晶密度条件下,晶粒尺寸的减小会减少晶粒内孪晶界的数量,进而减少孪晶和晶界交汇处位错源的生成,增强了屈服强度。此外,温度的变化会影响原子的活跃程度和晶格的变形机制。随着温度的升高,原子间结合力下降,晶界附近原子结构无序化和HCP-BCC相变程度加剧引起材料的弹性模量、屈服强度下降,同时位错形核与运动的加剧影响了材料的塑性变形。     

激光熔覆Cu-TiB2复合材料涂层及其耐磨性

采用500W YAG固体激光器，在纯铜表面成功地原位合成了Cu-TiB2复合材料层，测定了Cu-TiB2原位复合材料熔覆层的显微硬度，研究了熔覆层的磨损行为。结果表明，激光熔覆复合材料层组织完好，TiB2颗粒细小均匀，涂层与基体呈较好地冶金结合；熔覆层表面的显微硬度达480-580HV，耐磨性是纯铜的15～20倍；在保证界面良好的基础上，光斑直径一定，硬度及耐磨性随扫描速度的增大、激光功率的减小而增大。     

送粉激光熔覆合成制备WC/Ni硬质合金涂层及其耐磨性

借助同轴送粉法将W／C／Ni元素混合粉末送入熔池，利用激光熔池中热力学和动力学条件，在优化材料威分和激光熔覆工艺参数条件下可以直接反应合成出WC颗粒，形成以WC／Ni为主的复合涂层。熔覆层中含有WC，CW3，α-W2C，W2C，Fe6W6，C,FeW3C，W3O，C等相。添加2wt％的Cr3C2可以细化涂层中的WC颗粒尺寸，颗粒平均尺寸为4～6μm，硬度值为85HRA左右。激光合成制备的WC／Ni硬质合金涂层的耐磨性尚不及YG8硬质合金的耐磨性，但比渗氮处理试块的耐磨性提高了7．9倍。激光直接合成硬质合金涂层的成本低，可在零件能任何部位原位合成，形状尺寸不受限制。     

直流电沉积制备纳米孪晶Ni的显微组织分析

采用直流电沉积方法制备纳米孪晶Ni材料,并对其显微组织进行了分析。结果表明,7.35°本征间隙的存在,使得直流电沉积制备的五次纳米孪晶衍射花样以外的区域中,部分衍射斑发生了辟裂。由于相邻晶界宽化程度不同,相连接的区域极易产生缺陷,孪晶极易在此交接处形核,形成新的其它取向的孪晶。     

Al2O3对激光熔覆镍基涂层耐磨性的影响

研究Al2O3对激光熔覆镍基涂层耐磨性的影响。通过显微组织的观察,硬度测试和耐磨性测试,结果表明,添加Al2O3具有改变显微组织和激光熔覆层性能的作用。显微组织得到了细化,耐磨性得到显著的提高。     

Microstructure and Wear Resistance of Laser Cladded Co-based Superalloy Coating

Co-based superalloy coating was prepared on the stainless steel surface by laser cladding.The microstructure,phase constitutes and worn surface morphology of the coating were characterized by optical microscope,scanning electron microscope(SEM)with energy dispersive spectrum(EDS)and X-ray diffraction(XRD).The ambient temperature sliding friction and wear property of the coating was also tested.The experiments results showed that:the microstructures of the Co-based superalloy coating are"cellular crystal-coarse dendrite-tiny dendrite"in turn from bottom to surface,which consists ofγ-Co solid solution,Fe2Mo and Co7Mo6.The average micro-hardness of the laser cladding is 632 HV,which is 2 times higher than that of 304 stainless steel matrix.The ambient temperature sliding friction and wear property of the laser cladding is about 1～1.5 times in contrast to that of 304 stainless steel matrix.The better wear resistance of the coating is contributed to solution strengthening of Mo,as well as dispersion strengthening of Fe2Mo and Co7Mo6 hard phases.The failure mechanisms of the coating are pitting fatigue abrasion and grain-abrasion.     

激光熔覆CoCrNiMnTix高熵合金涂层组织及耐磨性能研究

目的 针对高铁制动盘等高速强力磨损的关键件,设计激光熔覆CoCrNiMnTix高熵合金涂层,提高表面的硬度和耐磨性。方法 采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备CoCrNiMnTix高熵合金涂层,利用XRD和SEM对涂层微观组织进行表征,通过显微硬度计和纳米压痕仪测试涂层硬度,运用摩擦磨损试验机和三维形貌仪研究涂层的摩擦磨损性能。结果 在激光熔覆CoCrNiMnTix涂层中,随着Ti含量的增加,涂层物相由单一的FCC相转变为FCC+Laves相。由于固溶强化以及Laves相含量增多,涂层的显微硬度不断提高,CoCrMnNiTi硬度达到523HV0.1,最高纳米硬度达到6.91 GPa。CoCrNiMnTix系涂层的弹性模量大小相近。随着Ti含量的增加,涂层的耐磨性呈现升高趋势,当Ti的摩尔分数增加至0.75时,涂层具有最好的耐磨性,但进一步增加Ti含量时,由于脆硬性的Laves相逐渐增多,磨损形式由低Ti含量时的粘着磨损逐渐转变为高Ti含量时的磨粒磨损,使涂层耐磨性能下降。结论 激光熔覆CoCrMnNiTix涂层可以显著提高基体的耐磨性,Ti的摩尔分数为0.75时,在FCC基体中形成了少量Laves相,既提高硬度,又实现强韧配合,涂层表现出最佳的耐磨损性能。     

Effect of Niobium on the Microstructure and Wear Resistance of Nickel-Based Alloy Coating by Laser Cladding

The nickel-based alloys with different Nb contents were deposited on AISI 1045 carbon steel by laser cladding. The effect of Nb on the microstructures of the nickel-based alloy coatings was investigated using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques. The result show that the microstructures of the Nb-modified nickel-based alloy coatings are mainly composed of γ-Ni dendrites, interdendritic eutectics, CrB type chromium borides, and dispersed NbC particles. It is found that the addition of Nb will lead to the precipitation of the NbC particles and M23C6 type carbides instead of the M7C3, and M23C6 type carbides can be observed in the Nb-free nickel-based alloy coating. The microhardness and wear resistance of the coatings increase with the increase of Nb contents. The improvement of the wear resistance of the Nb-modified nickel-based alloy coatings is attributed to the microstructural change and phase variation.     

钛合金表面激光熔敷Cr13Ni5Si2基金属硅化物涂层组织与耐磨性

以Cr-Ni-Si合金粉末为原料、利用激光熔敷技术在钛合金表面上制得了Cr13Ni5Si2基金属硅化物冶金涂层，在于滑动磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能。结果表明，激光熔敷Cr13Ni5Si2基金属硅化物涂层组织主要由Cr13Ni5Si2初生树枝品及少量Cr13Ni5Si2／Cr13Ni5Si2共晶组成，涂层在干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能。     

40Cr钢电火花表面强化层的磨损特性研究

分析了在大接触应力的磨损条件下，表面残余应力和硬度对40Cr电火花强化层耐磨性的影响，探讨了其磨损机理。结果表明：滚动磨损和滚、滑动磨损时，随着试样表层硬度的提高，试样的耐磨性增大；强化层中的残余压应力可以提高强化层的硬度并增强其耐磨性。滚动磨损时，电火花强化层的磨损方式主要为粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损三种机制；在滚、滑动磨损时，除上述三种机制外，还发生了氧化磨损。     

高压柱塞高速激光熔覆镍基合金涂层组织和耐磨性

目的 通过高速激光熔覆技术改善高压柱塞镍基合金涂层的组织,并提高涂层的耐磨性能。方法 分别采用常规激光熔覆（P=1.8 kW,vs=500 mm/min）和高速激光熔覆（P=1.8 kW,vs=7000 mm/min）,在高压柱塞45#钢基材上制备了SD-Ni45耐磨涂层,分别测试了两种涂层的稀释率、微观结构、硬度,并通过可控气氛微型摩擦磨损试验仪和扫描电镜,对熔覆层的耐磨性进行了分析。结果 高速激光熔覆层的稀释率约为常规激光熔覆层的68%。高速激光熔覆层的物相与常规激光熔覆层的物相基本相同,并无新的物相析出,主要包括γ-(Ni,Fe)固溶体、Cr-Ni-Fe固溶体、Cr23C6以及少量的WC等强化相,但高速激光熔覆层的整体组织更加细小致密,硬质相颗粒分布更为均匀。高速激光熔覆层与常规激光熔覆层的平均显微硬度分别为600HV0.1、460HV0.1,高速激光熔覆层与常规激光熔覆层的磨痕宽度分别为210、315 μm,磨损量分别为(7.4±0.8)、(4.4±0.6) mg,高速激光熔覆层的耐磨性相对于常规激光熔覆层提高了约1.7倍。结论 高速激光熔覆技术可以有效地改善常规激光熔覆层裂纹敏感性大、稀释率较高、涂层较厚等缺陷,高速激光熔覆层的硬度和耐磨性较普通激光熔覆层有所提高。     

含B量对激光熔覆FeCoCrNiB_x(x=0.5,0.75,1.0,1.25)高熵合金涂层组织结构与耐磨性的影响

采用激光熔覆技术制备FeCoCrNiBx高熵合金涂层,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度和耐磨测试等方法,研究了B含量对激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂层的组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,随B含量的增加,合金相结构逐渐由fcc固溶体结构转变为fcc固溶体和M3B相共存,M3B相主要为Cr、Fe硼化物。随B含量的增加,枝晶组织中析出颗粒状和短棒状的M3B相,且M3B相逐渐长大成长条状。B的增加显著提高合金涂层的硬度,由4470 MPa增加到8480 MPa,且磨损量随着B的增加而减少。