激光熔覆制备Fe3Al覆层的研究

以纯Fe3Al粉为原料在钢基体表面激光熔覆制备Fe3Al金属间化合物。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射实验方法等对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与物相结构的分析。实验结果获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂，但存在少量裂纹的合金层，合金层与基体间完全冶金结合；熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成，覆层组织为粗大等轴状晶团，等轴状晶团由大量极细小的条状Fe3Al晶粒构成，一些相邻的条状晶粒之间具有基本一致的晶体学取向。熔覆合金层显微硬度约为500HV。     

钢基表面单道激光熔覆Fe3Al金属间化合物的研究

以纯Fe3Al粉末为原料,采用同步送粉式激光熔覆工艺在低碳钢基体表面合成Fe3Al金属间化合物.利用金相显微镜、扫描电镜与X衍射实验方法对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与相结构的分析.结果表明,激光熔覆功率对合金层品质有较大影响,本实验在2 kW激光熔覆功率条件下获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂、裂纹等缺陷的熔覆层,熔覆表面有一定起伏的合金层,合金层与基体间完全冶金结合;熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成,熔覆层组织为细小等轴状晶粒,等轴晶内部由大量更为细小的条状Fe3Al晶粒构成.     

激光表面熔覆的现状及工业应用展望

本文综述了激光表面熔覆的现状，介绍了长春光机所开展激光熔覆方面的研究。并提出了工业应用前景及展望。     

Fe3Al金属间化合物激光熔覆层的组织结构

以纯Fe3Al粉为主要原料在钢基体表面激光熔覆Fe3Al金属间化合物。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射等法对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织及相结构的分析。实验结果获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂物,但存在少量裂纹的合金层,合金层与基体间完全冶金结合;熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成,覆层组织为粗大等轴状晶团,等轴状晶团由大量极细小的条状Fe3Al晶粒构成,一些相邻的条状晶粒之间具有基本一致的晶体学取向。     

高温模具表面激光熔覆耐磨合金

用2kw CO 激光和送粉工艺,在4Cr5MoV_1Si 钢表面熔覆一层高温耐磨合金(Ni 基高温合金+WC),并应用于轧钢机导向板工作面。用扫描电子显微镜、电子探针和 x 射线衍射技术分别进行熔覆层的组织形态观察,微区成分分析和物相的鉴定。结果表明,熔覆层显微组织主要有许多弥散分布的 W_2C、(W,Ti)C_(1-x)、WC 和共晶态的 M_(12)C 及γ(f、c、c)母体相组成。室温及高温硬度测试结果表明,熔覆层有适中的室温硬度和相对较高的高温硬度。实际生产考核结果表明,激光熔覆导向板使用寿命大大提高,每对可轧钢1000～1100吨,而4Cr_5MoV_1Si 和普碳钢分别为400～500吨和200吨。     

不锈钢表面超薄铜层的激光熔覆

采用ＣＯ２激光器在３１６Ｌ不锈钢表面获得了超薄的铜熔覆层,文中分析和讨论了激光熔覆工艺参数加激光功率,熔覆速度,离焦量以及送粉率等对熔覆层质量的影响,提出了熔覆工艺的优化方法,使铜层的熔覆厚度可控制在１００μｍ之内,稀释率小于１０％以及很小的热变形。     

激光熔覆原位合成α-Fe(Al)/Fe3Al涂层的研究

通过寻求工艺参数与Fe-28％(at)Al粉末的最佳匹配，利用激光熔覆和复合材料原位合成技术，制备了熔覆质量好的α—Fe(Al)／Fe，Al涂层。该熔覆层为α—Fe(A1)固溶体胞状组织基体上分布着黑色DO3结构Fe3Al质点，多数质点分布在晶界上，颗粒尺寸为(100～300)nm。EDAX线扫描结果表明，Al、Fe在整个涂层中分布比较均匀，无宏观偏析；Al、Fe成分在近界面及界面处缓慢过渡，涂层和基体发生互扩散，为冶金结合。熔覆层的显微硬度为639HV0．2，比基体高2倍，多道搭接处理对熔覆层的硬度影响不大。     

不同温度对等离子熔覆Fe3Al金属间化合物的影响

针对等离子熔覆产生Fe3Al金属间化合物过程中,不同板材温度对熔覆过程中的表面质量、组织形态及影响规律进行了研究,研究发现随着熔覆过程中温度的增加,熔覆层颗粒越来越细小,熔覆层组织中的Fe3Al晶须的数量和大小有所增加.并通过熔覆层硬度分析得出板材温度控制在80℃时组织维氏硬度能达到铁基的1.67倍.     

35CrMo钢表面激光熔覆Ni/WC-Y2O3熔覆层性能研究

研究对35CrMo钢表面激光熔覆Ni/WC-Y2O3合金,分析其工艺、熔覆层显微组织和综合性能,在Ni基合金中加入一定量WC硬质相、稀土氧化物Y2O3后,能对熔覆层组织的性能起到改善作用.分析试验数据表明:多种强化机制共同作用,使熔覆层的硬度和耐磨性能有显著提高;添加WC硬质相,熔覆层硬度变化不大,但耐磨性有很大程度提...     

EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层的微观组织及性能

在EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及显微硬度仪研究熔覆层微观组织及物相结构,并分析熔覆试样的力学性能。结果表明,Fe314合金熔覆层成型良好,无缺陷。熔覆层底部组织由平面晶与平面晶上方垂直于界面生长的粗大树枝晶组成,中部与上部组织以交叉树枝晶为主。熔覆层主要由奥氏体枝晶与枝晶间的(Cr、Fe)7C3相组成。熔覆层的显微硬度值高于基体,熔覆试样抗拉强度升高,但塑性韧性降低。冲击试样断口熔覆层为宏观上解理断裂,微观上局部准解理断裂的混合断裂机制,基体为宏观上小孔聚集型断裂,微观上准解理断裂的韧性断裂机制。     

多孔Fe3Al金属间化合物的试验研究

通过粉末冶金添加挥发性造孔剂的方法制备多孔Fe3Al金属间化合物,分析了造孔剂的加入量和成形压力对开孔隙率以及渗透性的影响。通过图像分析与处理技术,利用Matlab语言设计了计算多孔Fe3Al金属间化合物信息维的应用程序,并以此为基础分析不同孔结构的信息维。     

Stress distribution at diffusion-bonded interface of Fe3Al with Cr18-Ni8 steel

Fe3Al and Cr18-Ni8 steel were bonded in vacuum and an interface was formed between Fe3Al and Crl8-Ni8 steel. Stress distribution at the diffusion-bonded interface was researched by numerical simulation and finite element method (FEM).The results indicated that the peak stress appeared at the interface near Crl8-Ni8 steel side. This is the key factor to induce crack at this position. With the enhancement of heating temperature, the peak stress at the bonded interface increases. When the temperature is 1 100 ℃ ,the peak stress is up to 65.9 Mpa, which is bigger than that at 1 000℃ by 9.4%.In addition, the peak stress becomes bigger with the increase of the thickness of base metal from 1 mm to 8 ram. While the thickness is more than 8 mm, the peak stress varies slightly with the change of the thickness.     

Microstructure evolution of nanostructured Ni3Al during annealing

A nanocrystalline layer was produced on the surface of Ni3Al intermetallic by means of surface mechanical attrition treatment. The surface nanocrystallites were annealed at 250-750 ℃ for 30 min. Microstructure evolution of nanocrystallites during annealing was studied by X-ray diffraction （XRD） and transmission electronic microscope （TEM）. The experimental results show that long-rang order recovers rapidly when annealing temperature is below 250℃ and changes slowly at 350-550 ℃, and then it increases rapidly at 750℃. The grain size of nanocrystallites of Ni3Al keeps stable and crystal defects recover when they are annealed below 550℃. The grains grow normally in low temperature annealing and abnormal growth occurs at 750℃.     

机械合金化及真空热压制备纳米晶Fe3Al的组织及性能

采用机械合金化(MA)及热压烧结工艺制备纳米晶Fe3Al块体材料。采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等对MA粉体及热压块体的相及显微组织进行分析,并对热压块体的力学性能及断口形貌进行了测试分析。结果表明:Fe72Al28混合粉在球磨过程中,Al逐渐溶入Fe中,形成Fe(Al)过饱和固溶体,纳米晶粉体的结构有序度较低。在1200℃,保温1h下真空热压烧结,Fe(Al)转变为有序的DO3-Fe3Al,同时发生晶粒长大。Fe3Al块体晶粒尺寸为40.1nm,相对密度大于96%,维氏硬度626.8 HV,三点弯曲强度985MPa;弯曲断口为脆性断口,但也呈现出一定韧性断裂特征。     

纳米晶Ni3Al低温退火时的组织转变

采用强变形技术在金属间化合物Ni3Al表层制备了纳米晶,并对其进行了低温退火处理。采用X射线衍射仪、透射电镜和显微硬度计对变形态和退火态Ni3Al表层的相结构、晶粒形貌和显微硬度分布进行了研究。结果显示,350 ℃低温退火时,强变形时形成的fcc结构无序Ni固溶体重新有序化,部分转变为L12有序结构的Ni3Al相。退火后,纳米晶Ni3Al的晶粒尺寸没有明显长大,微观应变显著降低。退火后表层纳米晶的组织不均匀,细晶粒尺寸为10~20 nm,大晶粒尺寸仍小于100 nm。350 ℃退火后表层部分的显微硬度仍可达525 HV0.2,强变形的强化作用在低温退火后仍可保持。     

Fe/Al金属间化合物光束合金化涂层的组织分层现象

在45钢表面预涂纯Al粉,用光束合金化的方法合成了Fe／Al化合物涂层。使用SEM、EDS、X-ray衍射研究了涂层的组织特点及物相组成。研究结果表明,Fe／Al化合物涂层发生了组织分层现象,表层为FeAl Fe3AlC0.5层,第二层为Fe3Al Fe3AlC0.5层。发生组织分层现象是由合金化过程熔池中Al的含量由表层到底部逐渐减小所引起的。其原因可能与Al的密度较低和熔池搅拌不充分有关。     

基于机械合金化及热处理制备Fe3Al金属间化合物粉体材料

通过机械合金化并结合热处理制备出以Fe₃Al金属间化合物为主要物相的粉末材料。利用差热分析仪、X射线衍射和扫描电镜对制备过程中粉体的组织形貌、物相变化过程进行了研究。结果表明,制备过程中其物相转变趋势主要是由铝含量高物相向铁含量高物相转变,转化顺序为：Fe₄Al₁₃→ FeAl₆→ Fe₂Al₅→Fe₃Al,通过30 h球磨和750 ℃保温120 min的退火热处理可以获得以Fe₃Al金属间化合物为主要物相的粉体材料。     

工艺参数对Fe3Al/Q235扩散焊接头应力分布的影响

采用热弹塑性有限元方法,计算了Fe3Al/Q235异种材料扩散焊界面附近的应力分布.计算结果表明,在靠近结合界面的Q235钢-侧的工件棱边处产生最大轴向应力,这是导致接头开裂的重要因素.随加热温度升高,Fe3Al/Q235扩散焊接头处的应力增大,加热温度为1 100℃时接头处的应力最大值达到950 MPa,比1 000 ℃时接头处应力的最大值(859 MPa)增加了9.6%.Fe3Al/Q235扩散焊接头的应力产生在降温过程开始后很短的时间内,应力达到一定值后不再随时间的变化而变化.