钛基稀土激光熔覆层中TiC的生长规律研究

利用同步送粉激光熔覆技术在Ti811表面制备了TC4+Ni45+WC+CeO_2激光熔覆层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)分析了涂层的组织和相组成,分析了制备过程中的反应机理,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,涂层的α-Ti基底中分布有枝晶Ti C、纳米共晶Ti C(缺位型TiC_x)、TiB_2和金属间化合物Ti_2Ni等相;通过对比发现,加入CeO_2的激光熔覆层生成相密度明显增加,晶界密度明显增大,晶界强化特征明显,枝晶TiC粒径相对粗大,涂层中二次析出的纳米共晶Ti C依附于枝晶Ti C生长,形成了纳米共晶TiC+枝晶TiC的复合相结构;涂层的显微硬度高于基底的,涂层的最高硬度为697 HV0.5,较基底提高了约0.8倍。     

Ni对钛合金表面稀土激光熔覆层中TiC生长的影响

利用同步送粉激光熔覆技术,在Ti811钛合金表面激光熔覆原位合成了TiC和TiB_2颗粒增强镍基复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)分析了熔覆层的显微组织和物相组成,利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度。试验结果表明,激光熔覆涂层与基体呈冶金结合,涂层的物相主要由α-Ti、TiC、Ti_2Ni和TiB_2组成,其中TiC呈树枝晶状和花瓣状,TiB_2呈长条状。平衡状态下TiC以正八面体晶体结构存在,但熔体中存在的Ni元素会影响TiC平衡状态,使其最终呈现六边形形貌。稀土氧化物Y_2O_3的加入有利于促进晶粒细化,提高熔覆层组织均匀性及表面硬度。熔覆层的显微硬度显著提高,最高硬度为900HV0.5左右,约为基底硬度的2.25倍。     

CeO_2对Ti811表面钛基激光熔覆层微观组织及性能的影响

采用同步送粉激光熔覆技术,在Ti811钛合金表面制备了不同CeO_2含量的TC4+Ni45+CeO_2多道搭接激光熔覆层。利用扫描电镜(SEM)观察了不同稀土添加量对熔覆层组织形貌的影响,利用能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的微观组织和相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,在不同CeO_2添加量条件下,熔覆层生成相基本相同,主要包括Ti C、金属间化合物Ti_2Ni、TiB和基底α-Ti。随着CeO_2添加量的增加,熔体对流性增加,反应生成相得到明显细化。当CeO_2添加量为2%和3%时,涂层中生成相分布较为均匀。当涂层中加入CeO_2后,涂层的显微硬度较基底有明显提高,当CeO_2添加量为3%时,涂层的显微硬度相比未添加的CeO_2的涂层有所降低。     

钛合金表面激光熔覆TiN-Ni基合金复合涂层的组织和磨损性能

以TiN和NiCrBSi合金混合粉末为原料，采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备出TiN颗粒增强Ni基合金涂层。利用XRD，SEM和TEM等分析了激光熔覆层的相组成及微观组织，并测试了激光熔覆层的显微硬度和磨损性能。结果表明，激光熔覆层由熔覆区和稀释区2个区域组成，熔覆区的组织是在γ-Ni树枝晶和γ-Ni＋Ni3B层片状共晶的基体上均匀地分布着TiN颗粒和针状尬3C6相，显微硬度在9000MPa-12000MPa之间.稀释区为基底TC4合金和熔覆材料Ni基合金的混合凝固区，呈胞状晶和树枝晶形态。激光熔覆层中存在颗粒强化、细晶强化和固溶强化等多种强化作用，大幅度地提高了TC4合金的耐磨性能。     

Ti811表面激光熔覆TC4+Ni45合金的组织和性能研究

在Ti811钛合金表面利用同步送粉激光熔覆技术,制备了多道搭接激光熔覆层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)分析了涂层的组织和相组成。利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,涂层的微观组织主要包括基底α-Ti、金属间化合物Ti_2Ni、增强相TiB_2和TiC,且这些相均匀分布,其中TiC以等轴球形或近球形颗粒在长条状TiB_2表面异质形核,形成了大量TiC+TiB_2复合相结构;涂层的显微硬度相比基底有显著提高,最高硬度745HV0.5。     

TC4钛合金激光熔覆TiC+M涂层组织和耐磨性能研究

用CO2激光在TC4合金表面熔覆TiC＋髓和TiC＋NiCrBSi金属陶瓷涂层,分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层的干滑动磨损性能。结果表明,在TiC＋Ti激光熔覆层中,TiC颗粒全部溶解,熔覆层的组织是在β-Ti基体上分布着TiC树枝晶;在TiC＋NiCrBSi激光熔覆层中,TiC颗粒部分溶解,熔覆层的组织是在γ-Ni树枝晶和卜Ni＋M23（CB）6共晶的基体上分布着细小的TiC颗粒和TiC树枝晶。TiC＋骶激光熔覆层的显微硬度在500～700HV之间,质量磨损率约为TC4合金的1／3;TiC＋NiCrBSi激光熔覆层的显微硬度在900～1100HV之间,质量磨损率约为TC4合金的1／10。     

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.     

激光熔覆TiC／FeAl复合材料涂层显微组织及初生TiC生长机制研究

利用激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢基体上制得了以TiC为增强相、以FeAl金属间化合物为基体的快速凝固TiC／FeAl复合材料涂层，分析了该涂层的显微组织及初生TiC的生长形态和生长机制。研究结果表明，激光熔覆TiC／FeAl快速凝固复合材料涂层主要由初生TiC碳化物、初生FeAl树枝晶和枝晶间少量的FeAl／TiC共晶组成，初生TiC具有独特的径向辐射分枝小面枝晶团簇状生长形态，其生长机制为侧向生长。     

稀土对Ti811合金表面激光熔覆金属陶瓷复合涂层组织和性能的影响

在Ti811表面利用同轴送粉激光熔覆技术,分别制备了未添加CeO_2和添加3wt%的TC4+Ni45金属陶瓷复合耐磨涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析了涂层物相和组织,并对涂层进行了显微硬度分析。结果表明:涂层中析出相成分主要包括α-Ti、Ti_2Ni、TiB_2和Ti C,涂层中添加3wt%CeO_2后,涂层中生成相的成分没有发生变化,但涂层中各个组织得到显著细化。添加3wt%CeO_2涂层的显微硬度较未添加CeO_2涂层的显微硬度有显著改善。     

激光熔覆TiC-WC增强NiCrMn合金涂层组织与性能

利用激光熔覆技术在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面制备了NiCrMn-TiC/WC-La_2O_3硬质合金耐磨涂层。采用X衍射仪、扫描电镜、能谱仪分析了熔覆层的物相组成及显微组织。测试了涂层的显微硬度,并在室温环境下对涂层进行干滑动摩擦磨损试验。结果表明:涂层主要由γ-(Ni,Fe)共晶化合物、未溶解的TiC和WC、原位生成的M_7C_3、TiC和(Ti,W)C、WC碳化物硬质相以及少量La_2O_3和Cr_3C_2组成。激光熔覆层的显微硬度大幅提高,显微硬度平均值为1172.74 HV,约为基体的3.48倍。熔覆层的摩擦系数和磨损率明显低于基体,磨损率约为基体的1/4。磨损试验过程中在涂层表面生成的大量含氧粘附层出现在涂层表面,有利于提高涂层的耐磨性。     

激光熔覆MoFeCrTiWSix多主元合金涂层组织和性能研究

在Q235钢表面激光熔覆制备了MoFeCrTiWSi_x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)多主元合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和硬度计等系统研究了Si对涂层的组织、相结构、显微硬度及高温抗氧化性能的影响。结果表明:激光熔覆MoFeCrTiW多主元合金涂层为简单bcc结构,组织为等轴晶。添加Si后,涂层主体相仍为bcc结构,当x≥0.4后,会有少量金属间化合物生成,合金涂层由先共晶bcc相和共晶组织(bcc相+Cr5Fe50Mo8.9Si5.2Ti20.4相)组成,随着Si量的增加,先共晶相的形态由胞状树枝晶转变为柱状树枝晶和等轴树枝晶,共晶组织逐渐增多。涂层从表面至结合区的混合熵呈高熵-中熵变化。涂层硬度和900℃时的抗氧化性能随着Si含量的增加有所提高,当x=1时,涂层平均硬度及抗氧化性能最高。     

激光熔覆Ni-Si金属硅化物复合材料涂层显微组织与耐蚀性

以Ni,Si,Cr元素粉末为原料 ,利用激光熔覆技术在A3钢表面制得了Ni Si金属硅化物复合材料涂层。分析了该涂层的显微组织 ,采用测定阳极极化曲线的方法评价了该涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 及 3 .5 %NaCl水溶液中的耐蚀性能。结果表明 :激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层组织由Ni2 Si初生胞状树枝晶及枝晶间少量FeNi/Ni31Si12 共晶组成 ,涂层表面平整、组织细小、与基体间为完全冶金结合 ;涂层组织显微硬度在HV80 0～ 95 0之间且沿层深分布均匀 ;由于涂层组织组成相Ni2 Si和Ni31Si12 等本身均具有很好的耐蚀性并具有快速凝固细小均匀的显微组织 ,激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 及 3.5 %NaCl水溶液中均表现出优良的耐蚀性能。激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层可望成为一种很有发展前景的耐蚀涂层新材料。     

激光熔覆原位合成TiB-TiC增强Co基涂层的微观组织和耐磨性能研究

利用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了TiB-TiC增强Co基合金涂层,利用金相显微镜和XRD对熔覆涂层的显微组织和物相进行了观察,并对熔覆层进行了硬度和摩擦磨损性能测试。结果表明:TiB-TiC增强Co基合金涂层的微观组织主要是由γ-Co、Cr₂₃C₆、TiC和TiB相组成。弥散分布的原位TiC和TiB颗粒促使合金涂层中的粗大树枝晶转变为短棒状树枝晶和等轴晶,最终获得的组织更加均匀细化。与Co基合金涂层相比,TiB-TiC增强Co基合金涂层的显微硬度提高了40.92%,磨损失重量降低了47.73%。     

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备出原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对熔覆层组织、成分和物相进行了分析,并测试了熔覆层显微硬度和耐磨性能.结果表明,激光熔覆层与基体呈良好的冶金结合,涂层中无裂纹、气孔等缺陷.涂层组织由γ-Ni、Cr7C3和TiC等相组成,原位自生TiC颗粒多呈菱形,尺寸在1～3μm之间,涂层显微硬度(800～1000 HV0.2)明显高于基体的显微硬度(300 HV0.2).激光熔覆层中存在颗粒强化和细晶强化等多种强化作用,显著提高了H13钢的耐磨性能.     

钛合金表面等离子弧熔覆原位自生镍基耐磨涂层的制备及微观结构表征

目的 在钛合金表面制备陶瓷相增强复合耐磨涂层。方法 采用等离子弧熔覆技术,在Ti6Al4V钛合金表面制备了原位自生TiB2、TiC、CrB陶瓷相增强镍基耐磨涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪检测了涂层的物相组成、组织组织以及微区化学成分,采用显微硬度计测试了涂层的硬度。结果 涂层靠近熔合线区域由Ni-Ti树枝晶及枝晶间的共晶组成,在涂层的中上部,大量原位增强相分布于镍基固溶体基体之中。在熔覆过程中,钛合金基材中的Ti元素同熔覆粉末中的B、C元素发生原位冶金反应形成TiB2、TiC增强相,CrB增强相为Ni基熔覆粉末中Cr、B元素反应形成,增强相的形态由各自的晶体结构及熔池凝固热力学与动力学条件决定。涂层的显微硬度得到显著提高,最高达1037HV0.2。结论 采用等离子弧熔覆技术,利用熔池内Ni-Cr-Ti-B-C合金体系的原位冶金反应,可以在钛合金表面制备原位自生TiB2、TiC、CrB增强镍基复合耐磨涂层。同Ti6Al4V基材相比,由于涂层具有大量增强相分布于镍基固溶体的组织特征,其显微硬度得到了显著提高。     

激光功率对Zr基非晶复合涂层微观组织与耐腐蚀性能的影响

选取单质混合粉末,在纯Zr基板上利用激光熔覆技术制备了Zr-Cu-Ni-Al非晶涂层。采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪及电化学工作站研究了激光功率对熔覆层显微组织与性能的影响。结果表明:熔覆涂层由非晶相、金属间化合物及部分金属氧化物等共同组成,熔覆涂层树枝晶尺寸随着激光功率的增加而增大,熔覆涂层的硬度随着树枝晶尺寸增大而降低,涂层硬度最高可达(567.1±12.3)HV0.5,是基体硬度的4.2倍;当激光功率为1000 W,扫描速率为800 mm/min时,涂层的耐蚀性能最好,其中自腐蚀电位为-0.182 V,电流密度为5.2×10^-8 A/cm^2。     

Cr23C6,CrB/Ni3Al/γ-Ni激光复合涂层研究

在低碳钢基底表面激光熔覆Ni60AAA与镍包铝的混合粉,利用扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射等分析手段对涂层组织结构进行了分析.结果表明,涂层主要包含γ-Ni、Ni<,3>Al、Cr<,23>C<,6>和CrB相,其中先共晶γ-Ni为主要基体相,呈树枝晶形貌,Ni<,3>Al相也呈树枝晶形貌,游离、均匀分布于涂层;共晶体呈网状分布于两种树枝晶的晶界上;适当提高熔覆功率可以改善涂层的成形性及表面质量,在2.2 kW功率下,Ni60AAA与镍包铝激光合金涂层完整、致密,涂层与基体实现了完全冶金结合.     

激光熔覆TiC/Ni60镍基涂层磨损特征

利用Ni60自熔合金粉末、 TiFe粉、石墨、 CaF_2,稀土,经适当比例混合后采用激光熔覆技术在35CrMo基材表面制备TiC/Ni60基涂层,对熔覆层宏观形貌、硬度、磨损后的微观形貌进行观察和研究,同时对比了TiC/Ni60基涂层与Ni60涂层的磨损试验。结果表明:经激光熔覆后熔覆层平均显微硬度明显提高,高于Ni60涂层硬度, w(CaF2)8%的粉末涂层与Ni60涂层相比,耐磨损性能提高。     

Y_2O_3对含Cu钛合金激光熔覆层微观组织与性能的影响

在Ti811钛合金表面利用同步送粉激光熔覆技术,制备了TC4+Ni45+WC+Y_2O_3+Cu多道搭接激光熔覆层。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪分析了该熔覆层的微观组织和相组成。利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度。结果表明,熔覆层微观组织中的生成相主要包括增强相TiC、金属间化合物Ti_2Ni、Ti_2Cu_3和TiCu_2等,基底为α-Ti;熔覆层增强相大部分偏聚于晶界生长,且晶粒得到细化;反应析出的Ti-Cu金属间化合物以超细纳米颗粒的形式存在于熔覆层晶界附近区域;熔覆层的显微硬度相比基底有了一定的提高,最高硬度为613 HV0.5,较基底提高了约0.5倍。     

激光功率对Zr基复合涂层微观组织与性能的影响

选取Zr、Cu、Ni和Al的混合粉末为原料,在纯Ti基板上利用激光熔化沉积技术制备了Zr-Cu-Ni-Al单道熔覆涂层试样。采用X射线衍射分析仪、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪等研究了激光功率对熔覆层显微组织与性能的影响。研究结果表明:熔覆涂层组织由非晶和金属间化合物组成,基体Ti对熔覆层的稀释作用是涂层发生晶化的主要原因;熔覆涂层中树枝晶尺寸随着激光功率的增加而变大,熔覆试样的硬度也随着树枝晶尺寸的增大而降低,最高可达(631±4) HV0.3,约为基体硬度的5倍,对基体具有显著强化效果。