双相不锈钢表面激光熔覆钴基合金组织和性能研究

目的提高2205双相不锈钢的耐磨性和耐腐蚀性能。方法采用激光熔覆技术,在2205双相不锈钢基体表面制备钴基合金熔覆层。用X射线衍射仪、光学显微镜检测钴基合金熔覆层的相组成和显微组织,用能谱仪测定熔覆层和基体界面区域的Fe和Cr元素分布,确定熔覆层界面过渡区域的宽度。用显微硬度计和湿砂磨粒磨损试验机,测试熔覆层硬度和耐磨性能。采用扫描电镜观察摩擦表面的磨损特性,分析钴基合金熔覆层的磨损机理。用电化学工作站测试熔覆层的电化学腐蚀特性,并用2205双相不锈钢作为对比试样做相应的性能试验。结果熔覆层由γ-Co固溶体和少量的Cr7C3、Cr2Ni3化合物相组成,界面处的熔覆层相组织是少量的平面晶和胞状晶,其他区域是发达的树枝晶。由于熔覆层由多道搭接和多层熔覆形成,树枝晶生长有方向性,但不是成固定的方向,并出现明显的分层现象。熔覆层过渡区范围为50μm左右,熔覆层平均显微硬度达477HV(0.1),远高于2205双相不锈钢基体(265HV(0.1))。当磨程达到3354m时,熔覆层的质量损失仅为10.3 mg,约为基体质量损失的1/3。在3.5%NaCl溶液中,熔覆层具有较高的极化电阻与电荷转移电阻和较小的自腐蚀电流。结论熔覆层组织致密,无气孔、裂纹等缺陷,与基体呈良好的冶金结合,钴基合金熔覆层具有良好的耐磨粒磨损性能和耐腐蚀性能。     

激光熔覆钴基合金层组织

采用预置粉式激光熔覆工艺在低碳钢表面制备了自熔性Co基合金涂层,利用光学显微镜、透射电镜(TEM)及X射线衍射仪分析了熔覆层的组织特征和相结构。结果表明:熔覆层由基体向表面可分为平面晶区、胞状晶区和树枝晶区;熔覆层主要以较发达的γ-Co枝晶为主,树枝晶间分布着层片状的共晶(γ-Co+Cr23C6)组织,由于热应力的作用,有孪晶组织出现。在其他工艺参数不变的情况下,随扫描速度的增大,枝晶组织明显细化。     

304LN不锈钢表面激光熔覆钴基合金组织和性能

为了提高304LN不锈钢的耐磨性,延长控制棒导向筒组件使用寿命,采用激光熔覆技术在304LN不锈钢表面制备了Stellite 6钴基熔覆层.利用光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、腐蚀试验装置等多种试验测试设备,分析了熔覆层组织形貌、成分、显微硬度、摩擦磨损性能及腐蚀行为,确定了多道多层钴基熔覆层的工艺参数.结果表明,熔覆层与基体之间形成了冶金结合,显微组织主要由平面晶区、胞状和柱状晶区、树枝晶区和等轴晶区组成.熔覆层硬度为500 ~ 550 HV,摩擦磨损系数为0.30 ~ 0.35,熔覆层均匀腐蚀速率和缝隙腐蚀速率分别为0.153 和0.143 mg/(dm2·d). 激光熔覆钴基合金可以有效提高304LN不锈钢表面的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能.     

镍基合金表面激光熔覆钴基合金涂层的耐磨性能

为了提高涡轮叶尖端部的耐磨性能,以钴基合金粉末为涂层原材料,利用CO2激光器,在镍基合金表面上熔覆了优质耐磨涂层.采用销盘式摩擦磨损试验机进行了镍基合金及激光熔覆涂层的干摩擦磨损试验.试验结果表明,镍基合金的平均摩擦系数为0.48,钴基合金涂层的平均摩擦系数为0.30,钴基合金涂层的平均磨损量低于镍基合金材料,说明钴基合金涂层具有较高的耐磨性.     

激光熔覆钴基合金的凝固组织特征及性能研究

利用电子显微技术和力学性能测试,研究了Q235低碳钢基体上激光熔覆Co基合金的凝固组织及其形成过程,讨论了熔覆层合金成分和显微硬度变化规律。结果表明,基体和熔覆层之间形成了良好的冶金结合。熔覆区的组织不均匀,。随着距交界面距离的增加,由胞状晶和逆热流方向外延生长的粗大树枝晶变为较细小的树枝晶,最终过渡到表层的细小树枝晶和等轴晶,熔覆层断口以沿晶断裂为主,激光熔覆对合金成分的稀释作用小。     

17-4PH不锈钢表面激光熔覆钴基合金涂层的空蚀行为研究

采用激光熔覆方法在汽轮机叶片材料0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)沉淀硬化不锈钢表面制备Co基合金涂层,并研究其在蒸馏水和3%NaCl溶液中的空蚀行为.用扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析熔覆层的显微组织及元素分布并跟踪观察空蚀后试样表面的形貌;用X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计分别检查空蚀前后熔覆...     

钛合金表面激光熔覆钴基合金层的组织及力学性能

在TC4钛合金表面利用激光熔覆Co基合金粉末涂层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和洛氏硬度计研究涂层的微观组织及力学性能。结果表明:当扫描速度固定为400 mm/s,激光功率为1.3、1.5、1.7 k W熔覆时,涂层与基体之间都实现了冶金结合。其中,激光功率为1.5 k W时熔覆效果最好,熔覆层内组织均匀致密无气孔和裂纹等缺陷。激光功率为1.3 k W时,熔覆层内出现了裂纹。当激光功率固定为1.5 k W,扫描速度为300、350、400 mm/s时,熔覆层和基体的结合情况良好,熔覆层内组织均匀致密无缺陷。随着激光功率和扫描速度的增大,涂层表面硬度呈减小的趋势,但都高于TC4基体硬度的两倍左右,表明在TC4表面激光熔覆Co基合金粉末涂层可以显著提高其硬度。     

激光熔覆Co基合金＋W工艺与组织结构特征研究

利用２ｋＷ的ＣＯ２激光器在Ｑ２３５钢表面熔覆Ｃｏ基合金＋Ｗ混合粉末,能够获得外观质量良好的熔覆层。激光熔覆所需最小比能随Ｗ含量的增加而增大。熔覆层的组织由γ‘－Ｃｏ枝状晶及枝晶间γ’－Ｃｏ和Ｍ７Ｃ３共晶组成,没有发现Ｗ颗粒。分析结果表明,Ｗ颗粒在Ｃｏ基合金熔体中溶解,并在Ｃｏ基合金凝固后固溶于γ‘－Ｃｏ。由于Ｗ溶解反应有热,因而使激光熔覆所需能量增加。     

应用稀土及激光熔覆工艺制备钴基合金梯度涂层

采用稀土变质及激光熔覆工艺在 2 0号钢基体上获得了钴基自熔合金梯度组织涂层。结果表明 ,2 0 4Co合金涂层组织为均匀的亚共晶 ,其组成相包括ε Co ,Co3 B ,M2 3 (C ,B) 6,Cr2 B及Co7W6化合物 ,平均硬度为HV10 70 ,比基体 (HV180 )高HV890 ,耐磨性与基体相比提高 1.5倍。在 2 0 4Co合金中加入 0 .6 %的稀土 ,可以获得梯度涂层。其组织由亚共晶向共晶连续过度 ,与前者相比 ,组成相增加了CeCr2 B4 ,最高硬度达HV12 0 4,比原合金高 12 .3%,耐磨性与基体相比提高近 2倍 ,比原合金提高了 2 5 %。     

激光宽带熔覆碳化钨/钴基合金的组织与性能

利用积分镜对激光束进行整形获得宽带激光束,进行宽带激光熔覆获得无裂纹WC/钴基合金层.对激光熔覆层用扫描电境(SEM)进行形貌观察,并进行能谱成分分析,用XRD进行合金物相表征.结果表明,熔覆层组织主要是由Co的过饱和固溶体、WC、W2C、CoCr、Cr7C3等相组成.W2C相的出现说明WC相发生了分解,WC等硬质相的存在导致熔覆层硬度的非均匀性.     

316L不锈钢表面激光熔覆Stellite-F合金层的电化学腐蚀行为

采用CO₂激光器在316L不锈钢表面熔覆Stellite-F合金,通过电化学方法研究了Stellite-F熔覆合金层在5wt%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:与316L不锈钢相比,与基材呈冶金结合的Stellite-F合金层自腐蚀电位较正、自腐蚀电流密度较小,无点腐蚀现象出现,耐海水腐蚀性能较好;研究发现,熔覆合金层物相主要由γ-Co固溶体与Ni₃C、Cr₂₃C₆碳化物构成,在盐溶液中其腐蚀失效机制为选择性腐蚀,即固溶体合金相作为阳极被腐蚀浸出,碳化物相得到阴极保护暴露析出,同时固溶体相中的Co、Ni组分优先被腐蚀浸出,其余组分形成海绵状结构。     

Wear resistance and hot corrosion behaviour of laser cladding Co-based alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｒｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｓ ,ｔｈｅｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｓｉｄｅｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｃａｎｒｅａｃｈ 90 0～ 10 0 0℃ｏｒａｂｏｖｅ.Ｕｓｕａｌｌｙｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｈｅｈｏｔ ｇａｓ ｐａｔｈｗｉｌｌｓｕｆｆｅｒｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃｓｕｒｆａｃｅａｔｔａｃｋｋｎｏｗｎａｓｈｏｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｒｓｕｌｐｈｉｄａｔｉｏｎ .Ｓｏｔｈｅａｌｌｏｙｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｎｅｅｄｔｏｂｅｈ…     

316L不锈钢等离子熔覆Ni基合金涂层的组织与性能

利用等离子熔覆工艺在316L不锈钢基体上熔覆Ni基合金粉末制备耐磨耐蚀涂层,借助于金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,采用线性极化法研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能.结果表明,Ni基合金涂层组织主要为固溶大量Cr和Si元素的枝晶γ-(Ni,Fe)及Cr23...     

扫描速度对半导体激光熔覆钴基合金涂层组织与性能的影响

采用2 kW半导体激光器在304不锈钢表面进行同轴送粉的激光熔覆Co基合金试验。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）研究了不同扫描速度下熔覆层的显微组织和相结构;采用显微硬度计、摩擦磨损试验机和气蚀装置分别测试了不同扫描速度下熔覆层的显微硬度、耐磨性与抗气蚀性能。结果表明,不同激光扫描速度下合金涂层皆无裂纹与气孔,随着扫描速度增加,合金涂层的硬度、耐磨性能与抗气蚀性能则先增强后降低,在激光扫描速度为900 mm/min时,合金涂层具有较好的硬度、耐磨性和抗气蚀性能。     

钼对钴基合金激光熔覆层组织与耐磨性的影响

利用激光熔覆技术在低碳钢基体表面制备了钴基合金涂层.利用金相显微镜(OP)、扫描电镜(SEM)及x射线衍射仪(XRD)等研究了不同Mo元素含量的钴基合金涂层的组织结构;通过采用显微硬度试验、滑动磨损试验等方法进行性能测试.结果表明,含5.4%Mo的合金熔覆层主要组成相为γ-Co,Cr_(23)C_6,而含28%Mo的合金涂层主要相组成为γ-Co,Cr_(23)C_6,Co_3Mo_2Si_2和NiCor等相;含5.4%Mo涂层的组织主要为柱状生长树枝晶;含28%Mo单道涂层的结合区为紊乱的粗大树枝晶,中部为向上生长的细小的树枝晶,表层为细小的等轴晶,多道搭接涂层组织为细小的等轴晶;含28%Mo涂层的显微硬度可达800 HV以上,比含5.4%Mo涂层的硬度提高了一倍;耐磨性也有不同程度的提高.

Abstract：

Co-based alloy coatings with different Mo content (5.4% and 28 % ) on the surface of low carbon steel were prepared by laser cladding. The microstructure and phases composition of the coatings were investigated by means of optical microscope (OP), scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction instrument (XRD). Microhardness and sliding wear resistance of the coatings were also tested. The results indicated that the main phases in Co-based alloy coatings with 5.4%Mo were γ-Co and Cr_(23) C_6. Another two phases of Co_3 Mo_2 Si and NiCoCr were identified in Co-based alloy coatings with 28% Mo. Directional dendrite was observed in Co-based alloy coatings with 5.4% Mo. Unidirectional dendrite at the interface, followed by fine dendrite at the central zone and equiaxed grain near top surface were found in Co-based alloy single coatings with 28% Mo, and almost all fine equiaxed grains appear in the multi-track coatings. The microhardness of Co-bascd alloy coatings with 28% Mo reaches up to 800 HV, which was 2 times of that of Co-based alloy coatings with 5.4% Mo. The sliding wear resistance was also improved.     

B4C对激光熔覆钴基合金涂层组织与耐磨性的影响

运用5kWcO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Co基合金涂层(C065)及Co基合金中添加20％B4C(体积分数)的复合涂层(B4C／Co),研究了B4C对熔覆层组织、显微硬度及耐磨性的影响。结果表明,两种熔覆涂层均为树状枝晶生长的亚共晶组织。C055涂层主要由大量初生枝晶γ固溶体及其间的共晶组织1与(Cr,Fe)7C3组成;B4C／Co涂层主要由γ-Co,Cr7C3,Cr23c6,CrB2和Fe23(C,B)6组成,添加的B4C粒子在熔覆过程中全部熔解,但B4C／Co涂层组织与C055相比明显细化。B4C／Co涂层的显微硬度及耐磨性比Co65涂层都明显提高,并分析了涂层的强化机理。     

Laser cladding of Ni-based alloy on stainless steel

The coatings on a stainless steel substrate were conducted by laser cladding of Ni-based alloy, using a 5 kW continuous wave CO2 flow transverse laser. SEM, EDX and X-ray diffraction were used to analyze the microstructure and constituent phases of the obtained coatings by laser cladding with direct injection of the powder into the melt pool. Solidification planar, cellular and dendrite structures were observed in Ni-based alloy coating. There exists an optimum metallurgical bond between Ni-based laser cladding layer and the base material. The high hardness of the Ni-based alloy coating is attributed to the presence of M7C3-type carbides (essentially chromium-riched carbide) dispersed in the γ(Ni,Fe) phase matrix.     

半导体激光熔覆钴基合金的耐磨性

为了提高纸浆阀门的使用寿命,利用高功率半导体激光器在304不锈钢板上熔覆钴基耐磨涂层。研究了激光工艺对熔覆层性能的影响,对不同温度下熔覆层的耐磨性进行了分析,并与传统手工堆焊涂层进行比较。结果表明,稀释率越高,熔覆层硬度越低,当激光功率为2000 W,扫描速度为20 mm/s时,得到的熔覆层成形好、稀释率小。磨损试验结果表明,100 ℃、200 ℃时的涂层磨损机理主要为磨粒磨损;300 ℃、400 ℃时,发生粘着磨损。由于手工堆焊涂层稀释率高,晶粒粗大,硬度较激光熔覆层低,熔覆层耐磨性优于手工堆焊涂层。