激光熔覆铁基合金涂层研究进展

综述了激光熔覆铁基合金涂层的研究进展,着重介绍了激光熔覆铁基合金涂层的成份设计、组织和性能及体系分类,并指出了激光熔覆铁基合金涂层存在的问题和发展方向。     

熔覆速度对氩弧熔覆铁基合金涂层组织及性能的影响

在低碳钢表面熔覆一层耐磨材料,用以取代昂贵的整体合金,既可保留低碳钢高塑及韧性的特点,又能大幅提高表面层的硬度和耐磨性,从而达到降本增效的目的．利用氩弧熔覆技术,在廉价的Q235钢材表面制备了铁基合金涂层,并测试了涂层的硬度和耐磨性;研究了熔覆速度对涂层合金的组织、硬度和耐磨性的影响．试验结果表明,采用氩弧熔覆工艺可以在Q235钢基表面上获得与基体结合良好、组织细密且具有较高硬度和耐蚀性的铁基合金熔覆层;适当提高熔覆速度,可使熔覆层组织获得有效的细化,且增大涂层合金的硬度,提高了耐磨性．     

单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10 kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明：激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.     

Q345钢等离子弧熔覆铁基合金涂层组织分析

在Q345钢基体上采用等离子弧熔覆Fe-Ni-Cr-B-Si和Fe-Cr-B-Si两种铁基粉末涂层,制备具有冶金结合的耐磨涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究熔覆层的组织,采用X射线衍射仪对涂层进行物相分析,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布。结果表明:Fe-Ni-Cr-B-Si熔覆层主要为柱状γ-Fe,局部区域为α-Fe和碳化物的网状的共晶组织;Fe-Cr-B-Si熔覆层组织主要为胞状晶,局部区域为网状的共晶组织。两种熔覆层与基材均实现了熔化冶金结合,熔覆层与母材呈联生方式长大,熔覆层的显微硬度可达500~570HV0.2,母材热影响区组织为马氏体和珠光体。     

激光熔覆Co基合金/MoSi_2复合涂层显微组织分析

在304不锈钢表面预置Co基合金和MoSi2混合粉末,采用激光熔覆技术制备Co基合金/MoSi2复合涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X衍射仪对熔覆层显微组织进行分析,并测试其显微硬度.结果表明熔覆层与基体呈良好的冶金结合.熔覆层中存在两种明显不同的凝固特征：一是MoSi2的添加量在0～20%之间,涂层组织主要由柱状树枝亚共晶和枝晶间共晶组成;二是MoSi2的添加量在30%～80%之间时,涂层组织主要是形貌各异的小平面树枝过共晶组成如竹叶状、星状、蝴蝶状、花瓣状等.其中Co基合金/40wt.%MoSi2复合涂层的平均显微硬度达到最大值1 455 HV0.2,是基体材料的4.9倍.     

激光熔覆纳米La2O3/Ni基合金涂层

采用横流5kWCO2激光在低碳钢基体表面制备纳米La2O3/Ni基激光熔覆涂层。采用光学显微镜（OP）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）分别对熔覆涂层进行显微组织和相组成的观察。用显微硬度计和滑动磨损试验机对熔覆涂层的硬度和耐磨性进行测试。试验结果表明：熔覆层主要由γ-（Ni,Fe）,Cr23C6,LaNi10.5Si2.5等相组成,随离结合面距离增大,熔覆层的组织逐渐变细。随着纳米La2O3加入量及扫描速度增加,熔覆层组织变细。加入纳米La2O3后,平均硬度由未加时500HV0.5提高到约700HV0.5,耐磨性也得到不同程度的提高。在本试验条件下,添加质量分数为1.0%纳米La2O3熔覆层的耐磨性明显高于质量分数为1.5%纳米La2O3熔覆层的耐磨性。扫描速率采用250mm/min的熔覆层,其综合性能最佳。     

实用激光熔覆金属涂层技术的研究

论述激光成形熔覆涂层的机理及其关键技术－物理参数的优化选择，探讨该方法在４０Ｃ撕体零件上的应用，对显微组织和性能进行测试和分析，其机械特性明明显的提高。     

激光熔覆Fe+B4C复合涂层的组织及耐磨性

利用激光器在SPHC钢基材表面激光熔覆w(B4C)=5%的Fe基复合涂层(Fe B4C),对熔覆层的组织形貌及耐磨性进行分析,并与铁基合金涂层(Fe55)作对比研究.结果表明,Fe55熔覆层主要为有明显方向性的柱状枝晶组织,由α-Fe枝晶固溶体与枝晶间共晶组织(α-Fe Cr23C6)组成;加入B4C后,改变了铁基熔覆层的凝固特征,Fe B4C熔覆层主要由组织均匀、无明显生长方向性的α-Fe杆状枝晶固溶体与其间的共晶组织组成,共晶化合物相明显增多,主要有Fe2B,CrB,Cr23C6,Cr7C3,Fe3(B,C)等.Fe B4C复合涂层的硬度及耐磨性比Fe55涂层明显提高.     

Ni基合金表面激光熔覆Co基合金的组织与性能

用同步送粉法，在Ni基合金表面上制取了Hoegan aes Co基合金（HMSP 2537）的激光熔覆层。利用金相显微镜，扫描电镜，X射线衍射仪，显微硬度计对熔覆层的组织，相结构，硬度进行了分析和测试。结果显示，熔覆层的不同区域组织及性能不均匀；激光输入功率增大，枝晶间距增大，硬度降低。     

钴基合金火焰涂层的激光熔覆与应用

应用高功率CO2激光,对火焰喷涂钴基合金涂层进行激光溶覆处理,可获得成分、显微结构均匀的微细技晶组织,减少了气孔,消除了大块碳化物偏析,从而提高了涂层抗磨及耐腐蚀能力,实现了工业应用。     

激光熔覆功率对原位合成TiB/TiN涂层组织和摩擦性能的影响

以光学显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针(EPMA)方法分析涂层相组织结构和显微形貌,采用硬度测试仪及滑动磨损机测试涂层硬度及耐磨性能.结果表明,涂层中原位合成了TiB和TiN强化相颗粒,分别呈现针棒状形貌组织和等轴晶形貌组织;激光功率对组织形貌影响较大,随着激光功率的提高,熔覆层的硬度和耐磨性能呈上升的趋势;母材的磨损机制主要为疲劳磨损,而熔覆层金属的磨损主要由疲劳磨损和磨粒磨损共同作用,其中磨粒磨损占主体作用.     

激光熔覆钛基复合涂层的显微组织和硬度分析

采用激光熔覆快速非平衡合成方法制备了原位反应合成TiB增强钛基复合材料.用Y2O3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制得TiB/Ti复合涂层.采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱仪(EDS)和硬度测试等方法,研究了原位合成TiB/Ti复合涂层的显微结构和显微硬度.结果显示:激光熔覆层的相结构主要为α-Ti和TiB两相,TiB增强相均匀地分布于复合涂层中,熔覆层的硬度值高于基体Ti合金的硬度值1倍以上,Y2O3含量(质量分数w,全文同)为1％的激光熔覆涂层内部的增强相组织最为均匀、细小,且硬度值也最高,平均硬度(HV)值约为830.     

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

用7kW横流C02激光器在ZL101铝合金表面激光熔覆高硅涂层。探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响,分析涂层的微观组织,测试涂层的硬度和磨损性能。结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,激光熔覆层中存在大量初晶Si、α-Al树枝晶和共晶组织。涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征,形成了良好的冶金结合。熔覆层的横截面硬度在HV150～320之间,是基体的2～3倍,并显著提高了基体的耐磨性能。     

Microstructure and Properties of AlCoCrFeNiTi High-Entropy Alloy Coatings Prepared by Laser Cladding

21-4N(5Cr21Mn9Ni4N) is extensively employed in the production of engine valves, operating under severe conditions. Apart from withstanding high-temperature gas corrosion, it must also endure the impact of cylinder explosion pressure. The predominant failure mode of 21-4N valves is abrasive wear. Surface coatings serve as an effective approach to prevent such failures. In this investigation, Laser cladding technology was utilized to fabricate AlCoCrFeNiTi high entropy alloy coatings onto the surf...     

激光熔覆钴基合金和Cr3C2/Co涂层的组织性能

运用5 kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Cr3C2／Co涂层．研究了其组织、结构、显微硬度及滑动磨损性能，并用激光熔覆钴基合金涂层(Co50)进行了对比试验。结果表明，Co50涂层的显微组织是以亚共晶方式结晶的枝晶组织,Cr3C2／Co涂层组织为未熔Cr3C2颗粒、长杆状、多边形块状Cr的碳化物及其间的细小的枝晶和共晶组织。Co50涂层的主要组成相是．γ-Co及(Cr，Fe)7C3，Cr3C2／Co涂层的主要组成相为．γ-Co，Cr7C3．Cr23C6和Cr3C2等。激光熔覆Cr3C2／Co涂层比Co50涂层具有更高的硬度和耐磨性。     

模具钢的激光熔覆组织和性能

利用不同的激光工艺参数对Cr12MoV模具钢表面进行熔覆试验,探讨了工艺参数对熔覆层深度的影响,研究了表面微观硬度的趋势及其原因、熔覆层耐磨性能的提高幅度以及组织结构的变化。结果表明：表面硬度在不同程度上都得到提高,硬度峰值出现在次表层;激光熔覆层的耐磨性能可以提高到1．91－4．24倍;微观结构由平面晶和枝晶构成的共晶组织,并有多种合金相分布在枝晶间。     

316L不锈钢激光熔覆层的组织及硬度分析

在304不锈钢表面预置316L不锈钢粉末,采用CO2激光器熔覆制备316L粉末涂层.观察了激光熔覆表面形貌的成形质量,研究了不同工艺参数对熔覆层微观组织、显微硬度和材料成分的影响.结果表明:熔覆涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;熔覆层是由细小等轴晶和柱状晶组成,且当激光功率为1.5 kW时,奥氏体晶粒更加均匀、细小;激光功率对熔覆层的显微硬度影响不大,激光熔覆前后,组织成分(质量分数,全文同)没有明显变化,316L不锈钢熔覆粉末适用于304不锈钢基材的修复.     

扫描速度对45钢表面激光熔覆层形貌及性能的影响

利用CO2激光器及SLC-2025D数控加工机床,改变激光的扫描速度,采用同步送粉法在45钢基体上熔覆NiCrSiB合金.用体视显微镜观察熔覆层形貌,测量熔覆层的几何尺寸;用扫描电镜观察熔覆层各个区域的显微组织形貌;用显微硬度计和M273电化学测试系统测试熔覆层的显微硬度和耐蚀性能.结果表明:随着扫描速度的增加,熔覆层的熔宽与横截面面积呈下降趋势;熔覆层的树枝晶细化,平面晶宽化.随扫描速度的增加熔覆层的耐蚀性能由于晶粒的细化而趋于良好.熔覆层显微硬度是基体的3~4倍.随着扫描速度的增加,熔覆层中颗粒相和合金元素的偏析减少,使硬度有所降低.