激光熔覆镍基合金组织及磨损性能研究

利用CO2激光器在45钢基体上熔覆Ni基合金,分析激光熔覆层的微观组织,测试其显微硬度及磨损性能。结果表明,所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成良好的冶金结合。从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的树枝晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡。激光熔覆层磨损量约为基体的1/3,熔覆层耐磨能力增强的主要原因在于熔覆层与基体良好的冶金结合,以及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用所致。     

耐高温铁基合金熔覆材料的研究

对耐高温铁基合金粉末的成分及其熔覆层的性能进行研究。用配有能谱仪的扫描电子显微镜(SEM)观察熔覆层的组织并测定微区元素成分,用XRD分析粉末和熔覆层的物相,通过硬度、高温处理、高温氧化、磨损等试验测试熔覆层的相关性能。研究可耐较高温度的铁基合金粉末的成分。试验表明,该材料经750℃高温处理后,仍能保持原熔覆层的硬度,且耐磨性和抗高温氧化性能良好。     

CA法研究超声频率对激光熔覆凝固组织的影响

综合考虑超声的空化作用和声流效应,通过元胞自动机将超声振动作用模型耦合到激光熔覆凝固过程的晶粒形核模型中,研究超声频率对激光熔覆TiC/FeAl凝固组织的影响,并采用直线截点法定量分析凝固组织随超声频率的变化规律,同时采用自行设计的超声振动工作台制备超声辅助激光熔覆TiC/FeAl复合涂层。结果表明:超声的空化作用及声流效应促使激光熔覆TiC/FeAl凝固组织细化,组织及TiC颗粒分布较为均匀;凝固组织随超声频率的增大先细化后粗化,且振动频率为20 k Hz时晶粒细化效果最佳,达到16.7%。模拟计算结果与试验结果一致。     

激光熔覆技术的应用及其发展

综述了铁基合金、镍基合金、钴基合金和金属陶瓷等激光熔覆材料的性能、应用和工艺参数,分析了激光熔覆技术的应用及其发展,提出了今后的发展方向。     

钴基合金-碳化钨硬面涂层疲劳强度的研究

采用正火处理提高涂层基体的硬度,分析了热处理前后涂层和基体的硬度分布,以及涂层的微观组织,并通过旋转弯曲疲劳试验比较涂层试样与未涂层试样的疲劳强度。试验结果表明:正火处理提高基体硬度,而涂层硬度基本不变;正火处理基本没有改变涂层的组织结构;在相同的寿命下,涂层试样的疲劳强度提高了60-80MPa。     

激光能量密度对激光熔覆NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响

为探究激光熔覆过程中能量密度对NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响,在304不锈钢表面制备了NiCoCrAlY涂层.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了NiCoCrAlY涂层的相组成和微观组织.通过显微维氏硬度计和往复摩擦磨损试验机研究了NiCoCrAlY涂层的硬度和耐磨性能.结果表明:NiCoCrAlY涂层气孔数...     

激光熔覆硼化物基金属陶瓷涂层的显微结构与性能研究

采用5 kW CO2横流激光器在45钢基体上熔覆MoB/CoCr金属陶瓷,对激光熔覆层的显微结构、元素分布及显微硬度进行分析研究。结果表明:熔覆区的显微结构致密,形态呈现树枝晶—胞状树枝晶—胞状晶的过渡;熔覆区的主要元素为Mo、Cr和Co,合金化区中Fe元素的含量明显增加;熔覆区的最高硬度值达到2 493HV0.2。     

铜表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/NiCrBSi梯度涂层

利用激光表面合金化和宽带激光熔覆工艺在铜基体表面制备出由Cu-Ni合金化层和NiCrBSi熔覆层组成的梯度涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及显微硬度计,系统分析合金化层与熔覆层的物相构成、显微组织及硬度。结果表明:合金化层与铜基体之间的界面呈"锯齿状",在合金化层近基材底部是一种不规则的层状结构;在合金化层中,Ni、Cu元素发生充分互溶,使合金化层的热导率降低至Cu基体的1/9,有效提升铜表面NiCrBSi熔覆层的成形能力;同时,NiCrBSi熔覆层组织致密,其强化相由γ-Ni、Cr B、M_(23)C_6及Ni_3Si构成,显微硬度明显提高,平均值达到400HV,是铜基体硬度的5倍。从铜基体到NiCrBSi熔覆层,显微硬度呈梯度增加,涂层具有里韧外硬的特征。     

激光熔覆金属合金和WC复合涂层及其应用

利用２ｋＷＣＷＣＯ２激光在金属或零件表面熔覆０．１０￣１０．００毫米的金属合金和ＷＣ复合耐磨涂层；并研究了其微观结构和硬度分布与熔覆工艺的关系；获得了无缺陷，与基体冶金结合的优质涂层，在一些模具及其它磨损零件的修复中，性能良好。     

镍铬合金激光熔覆层的制备及其表征研究

采用激光熔覆的方法,在45钢表面添加镍包铬复合粉末制得镍铬合金激光熔覆层。结果表明,镍铬合金激光熔覆层主要由Ni、Cr、Fe、C等元素组成,其显微组织是定向凝固的柱状枝晶组织。镍铬合金激光熔覆层熔覆区的平均显微硬度为441.4HV,约为基体45钢显微硬度的1.6倍,熔覆层的磨损量为基体45钢的60%,因此镍铬合金激光熔覆层具有较好的耐磨性能。     

铝合金表面激光熔敷耐热涂层工艺研究

采用激光熔敷方法在铝合金表面制备一层金属陶瓷耐热涂层。借助金相显微镜,扫描电镜能谱等方法,研究在不同激光工艺参数下熔敷层的界面和表面;对比不同激光输入能量时涂层稀释率的变化;不同成分激光熔敷层的组织形态及成分分布。结果表明:激光熔敷层显微组织为垂直界面方向的树枝晶;激光熔敷金属陶瓷粉末时,氧化锆陶瓷含量在涂层中呈梯度分布,而未呈现分层现象。     

Influence of yttrium on microstructure and properties of Ni-A1 alloy coatings prepared by laser cladding

Ni-A1 alloy coatings with different Y additions are prepared on 45# medium steel by laser cladding. The influence of Y contents on the microstructure and properties of Ni-A1 alloy coatings is investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, electron probe microanalyzer, Vickers hardness tester, friction wear testing machine, and thermal analyzer. The results show that the cladding layers are mainly composed of NiA1 dendrites, and the dendrites are gradually refined with the increase in Y additions. The purification effect of Y can effectively prevent A1203 oxide from forming. However, when the atomic percent of Y addition exceeds 1.5%, the extra Y addition will react with O to form Y203 oxide, even to form A15Y3012 oxide, depending on the amount of Y added. The Y addition in a range of 1.5-3.5 at.% reduces the hardness and anti-attrition of cladding layer, but improves obviously its wear and oxidation resistances.     

稀土钇对AZ91D镁合金微观组织和腐蚀性能影响的研究

为改善镁合金的耐腐蚀性能,进一步拓宽镁合金的应用范围,研究通氩气下加入稀土Y对AZ91D镁合金组织和性能的影响。结果表明:AZ91D镁合金加入Y后,显微组织主要由α-Mg基体相、β相(Mg17Al12)、Al2Y相和Al6Mn6Y相组成。加入1%Y能显著降低合金的腐蚀速度,提高合金的平衡电位和腐蚀电位,降低腐蚀电流。     

激光重熔NiTi合金表面组织与腐蚀行为

采用2kWNd-YAG激光对生物医用NiTi形状记忆合金在空气、氩气和氮气环境中进行表面重熔处理以改善合金的表面性能。结果表明:在上述三种气氛中,通过激光重熔处理均可以明显提高NiTi合金表层的纯净度和致密度;改变合金的组成物和表面成分,使NiTi合金在模拟体液环境中具有更好的耐蚀性并降低合金Ni离子的溶出速度,进而提高合金的生物相容性。在相同激光处理参数条件下,氮气环境中重熔的NiTi合金表现出最低的Ni离子溶出速度。     

Fe基高Cr激光熔覆涂层CO2腐蚀行为研究

采用电化学工作站测试了激光熔覆Fe-20Cr、Fe-30Cr、Fe-40Cr涂层在含CO2饱和地层水中的腐蚀行为,研究了温度和Cl-浓度对其腐蚀的影响规律,并与P110套管钢进行了对比。通过对涂层进行X射线衍射(XRD)分析,解释了涂层Cr含量不同时耐蚀性的差异。结果表明:随温度升高,涂层钝化区间变窄,耐蚀性随温度升高而降低;当温度为85℃时,涂层具有比P110钢更低的腐蚀倾向和更优异的抗点蚀性;Cl-浓度与耐蚀性存在一临界值,当Cl-浓度达1 mol/L时,腐蚀性最强。低Cr含量的Fe-20Cr涂层具有较高的耐蚀性,随着Cr含量的增加,Cr23C6、Cr7C3等碳化物在晶界处析出,产生晶体贫铬区,进而降低了高Cr含量涂层的耐蚀性。     

工艺参数对激光熔覆层结构的影响

利用激光熔覆技术在45钢表面熔覆Ni60合金,通过正交试验研究了相关工艺参数对熔覆层结构的影响。结果表明:随电流、离焦量、激光移动间距、送粉量的增大,熔覆层的有效面积先增后降,至最佳工艺为220 A、32 mm、1.80 mm、3g/min达到峰值,分别为9.760、10.553、10.387、11.852 mm2;随电流、离焦量的增大,熔覆层的均匀性由好转差,至220 A、32mm达到最佳,而激光移动间距和送粉量的影响对其不大;经最佳工艺熔覆后的试样,熔覆层与基体之间属冶金结合,熔覆层组织为γ-Ni固溶体基体上均匀分布着铬、铁的碳化物和硼化物等硬质相,基体-热影响区-熔覆区的显微硬度从260.4HV到820.6HV呈梯度分布,熔覆层的有效面积为17.650mm2,波峰、波谷、波宽的标准差分别为0.018、0.015、0.012。