镍基高温合金表面激光熔覆Inconel738合金层的开裂行为

针对镍基高温合金叶片强化与修复的需求,在高温合金K438基体上激光熔覆Inconel 738合金涂层。分析了基体组织及熔覆层中微观缺陷对熔覆层裂纹的影响。结果表明,激光熔覆时大多数裂纹是从基体一侧形成后深入到熔覆层中或产生于层与层之间的搭接区,裂纹沿晶界扩展。沿晶界分布的低熔点共晶物是主要的裂纹源。激光熔覆时,晶界处的γ/γ′低熔点共晶物熔化,形成晶界液膜,冷却时,在残余拉应力的作用下被拉开,形成裂纹,裂纹一旦形成就会沿晶界迅速扩展。     

激光熔覆镍基粉末涂层的研究

分析了激光熔覆表面处理技术对镍基自熔性合金粉末材料性能的要求，研究了合金粉末的化学成分、微观组织及熔覆层的性能，并对涂层的耐磨性进行了分析。     

某型发动机叶片激光熔覆处理的热裂纹敏感性研究

在铸造镍基高温合金涡轮叶片K17上激光熔覆3种不同的钴基合金粉末,研究了3种组配的金相组织、显微硬度分布、成分分布及热裂纹敏感性。结果表明:激光熔覆钴基粉末对于K17材料的叶冠端有改性作用,降低了K17材料的热裂纹敏感性,涂层与基材能形成良好的冶金结合且涂层硬度较高。     

激光熔覆工艺特性及裂纹敏感性研究

通过对Ni基和Co基合金在45钢、2Cr13钢基材上的激光熔覆工艺的定量研究,运用正交试验法确定了影响熔覆层裂纹形成的主要因素,并提出 控制和消除熔覆层裂纹的工艺方法。     

激光熔覆Ni基复合涂层气孔及裂纹敏感性的研究

对激光熔覆Ni基复合涂层内气孔的类型及形成机理,裂纹的形态、萌生机理及影响因素等进行了研究。结果表明,涂层内气孔出现在熔覆层表层及底层,气体主要来源于熔覆环境,也可能是熔覆过程中各组分相互反应而生成;裂纹从形态上分为垂直裂纹和水平裂纹两大类,其产生与熔覆层内的低熔共晶密切相关,涂层成分、夹杂物含量、激光比能对裂纹敏感性均有一定影响。     

多道搭接激光熔覆镍基合金中裂纹断口形貌研究

利用预置法激光重熔在铁基材料上获得了Ni基合金多道搭接的熔覆层。利用光学显微镜和扫描电镜对熔覆层组织、裂纹走向以及裂纹面进行分析。多道搭接时,Ni基合金熔覆层极易出现贯穿裂纹。裂纹的扩展呈周期性,裂纹面上高温热裂断口和冷脆断口交替出现。高温下的裂纹沿树枝晶界韧性稳态扩展,穿过树枝晶时有斯裂棱：失稳扩展沿裂纹面进行、断口呈放射状的脆性特征。数值分析表明,多道搭接时热应力在整个开裂过程中起重要作用。裂纹于夹杂附近在最大热应力作用下起裂,起裂方向垂直于扫描方向。随后裂纹在热应力、组织因素及已有裂纹综合作用下进一步扩展、方向发生偏离。     

激光熔覆镍基高温耐磨合金的组织及性能

通过增加IN718合金中(Ti+Al)含量制备一种镍基高温耐磨合金,以满足超临界机组镍基合金阀门密封面再制造的需求。采用万能试验机、摩擦磨损试验机、XRD、SEM等仪器和JMatpro软件研究该合金激光熔覆试样的组织与性能。研究结果如下：当IN718合金的(Ti+Al)含量增加至7.6%时熔覆层会出现开裂;当IN718合金的(Ti+Al)含量增加至6.6%时,其激光熔覆试样初始平均硬度值为40 HRC,抗拉强度为998 MPa,延伸率为5.2%,室温摩擦因素为0.75左右,磨损量为0.327 5 mm³,主相为γ相和γ′相,700℃×10 h时效处理后平均硬度值为54 HRC,700℃摩擦因素为0.35左右,磨损量为0.024 mm³,主相γ′占53%。研究结果表明,IN718合金中(Ti+Al)含量增加至6.6%时具有良好的激光熔覆工艺性能和高温摩擦磨损性能,可应用于超临界/超超临界机组镍基合金阀门密封面的维修与再制造。     

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。     

镍基碳化钨合金粉末激光熔覆工艺的研究

采用同步送粉方式在16Mn钢表面熔覆镍基碳化钨合金粉末.通过对不同激光熔覆工艺参数下的宏观形貌以及微观组织进行研究分析,较详细地探讨激光熔覆功率以及扫描速度对熔覆层熔覆质量的影响.通过对不同工艺参数下的熔覆层进行显微组织分析以及EDS能谱分析,对熔覆层微观组织种类、分布以及碳化钨硬质相组织分布不均匀性进行研究,总结出激光工艺参数对熔覆层的影响规律.最后得出镍基粉末+30％碳化钨(钴包WC)粉末在功率3.0kW、熔覆速度1000 mm/min的工艺参数下为最佳熔覆效果.     

灰铸铁激光熔覆铁基和镍基粉末的比较*

采用高功率横流CO2激光器,以铁基和镍基合金粉末为熔覆材料,用同步送粉法在灰铸铁基体材料上进行激光熔覆试验,并对熔覆层组织和性能进行比较分析。结果表明,激光熔覆镍基时覆层内的组织较铁基合金熔覆层组织均匀细致;熔覆镍基和铁基粉末合金层与基体结合紧密成冶金结合;结合区的组织晶粒细小,合金碳化物含量高,其硬度也最高。用正交试验法分析激光功率、扫描速度、熔覆层数对熔覆效果、表面硬度的影响规律,获得激光熔覆层表面硬度显著提高;对表面硬度影响最大的因素是扫描速度,其次是激光功率,熔覆层数则影响不大。熔覆Fe35合金粉末综合优化参数为扫描速度300mm/min、激光功率4.0kW、熔覆二层。熔覆Ni20A合金粉末优化参数为扫描速度400mm/min、激光功率4.0kW。     

镍基合金激光熔覆γ-TiAl基合金涂层组织研究

研究了镍基合金激光熔覆γ-Tial基合金涂层的组织特征，以及后续热处理对涂层组织转变的影响。结果表明，通过激光熔覆技术，在镍基合金表层获得了与γ-Tial基合金激光表层熔凝区相近的枝晶组织。这种组织经过后续退火热处理可形成细小的等轴晶组织，为实现镍基合金/γ-Tial基合金的超塑扩散连接提供了良好的组织基础。     

激光熔覆Fe基非晶合金涂层裂纹分析

使用激光熔覆技术在304不锈钢基材表面熔覆铁基非晶合金涂层时产生了裂纹,通过对裂纹周围元素、硬度和裂纹易萌生处析出物的定性分析,研究了涂层裂纹成形机理。结果表明,涂层主要有α-Fe、α-Cr、碳化物(M₇C₃、M₅C₂)、硅化物(CrSi₂、FeSi)等物相。裂纹主要由热影响区较大的热应力以及C、Si元素偏析而成的高熔点及高硬度的碳硅化物造成,裂纹带附近组织较为疏松且存在较多的缝隙和孔隙,同时硬质相结合不牢固,使得裂纹带附近硬度相较于同一水平其他无缺陷处的要低。     

激光熔覆镍基合金的耐磨耐蚀性研究

用激光熔覆和火焰重熔方法在 35CrMo调质钢表面分别熔覆上一层Ni45、Ni35合金。用电化学方法和应力腐蚀试验测定了熔覆层耐蚀性。试验结果表明 ,激光熔覆层组织的耐磨性和抗腐蚀性较火焰重熔后组织的有很大提高。其中激光熔覆Ni45粉末的熔覆层组织的耐磨、耐蚀性最好     

激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究进展

针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹（即凝固裂纹和液化裂纹）的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。在此基础上,从合金成分调控、工艺参数优化、基板预热以及热等静压处理等方面,概述了增材制造高温合金热裂纹调控和抑制的主要措施。最后,针对激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究中存在的问题,提出了进一步研究和发展的建议,为实现无裂纹镍基高温合金的增材制造提供了参考。     

激光熔覆镍基合金的耐磨蚀性研究

用激光熔覆和火焰重熔方法在35CrMo调质钢表面分别熔覆上一层Ni45、Ni35合金,用电化学方法和应力腐蚀试验测定了熔覆层耐蚀性,试验结果表明,激光熔覆层组织的耐磨性和抗腐蚀性较火焰重熔后组织的有很大提高,其中激光熔覆Ni45粉末的熔覆层组织的耐磨、耐蚀性最好。     

Monel合金表面激光熔覆镍基合金的组织及摩擦磨损性能

利用激光熔覆技术在Monel 400合金表面制备了镍基合金改性层.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销一盘磨损试验机对镍基合金改性层的组织形貌、成分、结构、硬度及摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,Monel合金表面镍基合金改性层的组织主要由γ-Ni固溶体、多元共晶体及一些初生沉淀相组成.选择优化的激光辐照工艺进行激光熔覆处理,可获得性能优异的镍基合金改性层,与Monel 400合金基材相比,镍基合金激光改性层的显微硬度是基体的7倍,摩擦系数明显降低,相对耐磨性提高了8.6倍.     

激光熔覆镍基金属陶瓷涂层组织与高温磨损性能的研究

通过显微组织观察及高温干摩擦磨损试验，对激光熔覆镍基金属陶瓷涂层及其高温干摩擦磨损性能进行了研究。结果表明，Ni21＋20％WC＋0．5％CeO2熔覆层组织细小，高温干摩擦磨损性能最好。     

TiAl合金激光熔覆复合材料涂层的高温抗氧化性能研究

利用预涂NiCr-Cr3C2复合粉末对γ-TiAl合金（简称TiAl合金）进行激光熔覆处理，制得了以Cr7C3、TiC硬质相为耐磨增强相，以γ-NiCrAl镍基固溶体为基体的复合材料涂层，研究了原始TiAl合金和激光熔覆涂层的高温（1000℃）恒温氧化性能。结果表明：激光熔覆复合材料涂层在1000℃恒温氧化条件下具有较好的抗氧化性能，氧化层结构较连续致密，在组成上主要由Al2O3、Cr2O3和TiO2组成，原始TiAl合金的高温氧化产物表层主要由脆性疏松的TiO2组成，而亚表层则为（TiO2＋α—Al2O3）的混合氧化物，表现出较差的高温抗氧化性能。     

激光熔覆镍基合金涂层及其应用研究

采用激光熔覆技术在４５钢表面获得镍基合金涂层。研究了激光熔覆涂层工艺、熔覆层的组织结构、硬度和腐蚀－冲蚀磨损特性,并用２Ｃｒ１３不锈钢进行了腐蚀－冲蚀磨损对比试验。激光熔覆镍基合作层已经成功地应用于矿用渣浆泵的平衡盘等零件。     

激光熔覆Ti基WC增强复合涂层的裂纹研究

研究了激光熔覆Ti基WC增强复合涂层的开裂行为。结果表明:涂层裂纹主要有熔覆层内的弥散穿晶裂纹,源于激光熔覆层边缘的粗大沿晶裂纹,WC颗粒上的扩展裂纹。开裂是由于熔覆层与金属基体两种材料之间极高的温度梯度,以及它们的熔点、热膨胀系数、弹性模量及导热系数等物理性能参数的差异很大所致。同时开裂倾向还受激光工艺参数、涂层合金粉的配比以及强化相的形状、大小等因素的影响。