激光熔化沉积NiTi/Ni3 Ti金属间化合物合金的显微组织和耐磨性

利用激光熔化沉积技术制备出分别以NiTi和Ni3Ti为初生相的NiTi/Ni3Ti金属间化合物耐磨合金,采用XRD、OM、SEM、EDS等手段分析合金的组织,测试合金的室温干滑动磨损性能。结果表明,其室温干滑动磨损机制为软磨料磨损和氧化磨损;对于以Ni3Ti为初生相的合金,其室温干滑动磨损机制在中低负荷下为氧化磨损和显微切削,在高负荷下则是Ni3Ti的显微切削;以NiTi为初生相的NiTi/Ni3Ti金属间化合物合金具有更好的抗室温摩擦磨损性能。     

TC4合金表面TiNi/Ti2Ni改性层不同载荷滑动干摩擦性能研究

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备了TiNi/Ti2Ni合金层,考察了合金层的表面形貌、成分分布、截面组织形貌、相结构。采用球盘磨损试验机分析了TiNi/Ti2Ni合金层在不同载荷下的滑动干摩擦学性能,并与基体进行对比。结果表明,基体和TiNi/Ti2Ni合金层磨损机制主要表现为磨粒磨损。在同一磨损条件下,TiNi/Ti2Ni合金层的摩擦系数略低于基体,耐磨性优于基体。TiNi/Ti2Ni合金层在不同载荷的摩擦系数接近,在0.29~0.32之间波动。随着载荷的增加,磨损率增加。     

钛合金表面激光熔覆Ti/Ni+Si3N4/ZrO2复合涂层组织与性能研究

目的 提高TA15合金的表面硬度,改善其耐磨性能.方法 以Ti/Ni+Si3 N4/ZrO2混合粉末为原料,利用激光熔覆技术,在TA15钛合金表面制备出以ZrO2颗粒和原位生成Ti5 Si3、TiN为增强相,以金属化合物TiNi、Ti2 Ni为基体的复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等手段分析激光熔覆涂层的显微组织及磨损表面,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对熔覆层的显微硬度和耐磨性进行评估.结果 熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,熔覆层组织中TiNi和Ti2 Ni金属化合物基体上弥散分布着Ti5 Si3、TiN树枝晶和ZrO2颗粒;与不含ZrO2熔覆层相比,含有ZrO2熔覆层组织的晶粒得到细化;熔覆层中原位生成的TiN桥接在裂纹上,具有增韧的作用;熔覆层的显微硬度分布在835~1050 HV区间内,约为基体硬度的3倍左右;在干滑动摩擦磨损下,熔覆层的磨损量约为钛合金基体磨损量的1/6,其主要磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损.结论 熔覆层中高硬度、耐磨陶瓷相和高韧性相的共同配合,显著提高了钛合金表面的硬度和耐磨性.     

激光熔覆TiC增强FeAl金属间化合物基复合材料涂层磨损性研究

利用激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制得了以TiC为增强相、以FeAl 金属间化合物为基体的耐磨复合材料涂层，研究了激光熔覆。FiC／FeAl复合材料涂层在干滑动磨损条件下的耐磨性能及磨损机制。结果表明：随着载荷和滑动速率的增加，TiC／FeAl金属间化合物基复合材料涂层的磨损速率增加，其磨损机制随着载荷的增加逐渐由磨料磨损向粘着磨损转变；激光熔覆层中TiC体积分数的增加，一方面提高了涂层的磨料磨损抗力，另一方面降低了熔覆层表面与对磨材料之间的粘着倾向，提高了TiC／FeAl涂层的滑动磨损性能。激光熔覆TiC/FeAl金属间化合物基复合材料涂层具有优异的耐磨性能并随TiC体积分数的增加而提高。     

钛合金表面激光熔敷Ti2Ni3Si/NiTi耐磨涂层组织与耐磨性能

以Ti-50Ni-10Si合金粉末为原料，利用激光熔敷技术在钛合金BT9基材表面制得由Ti2Ni3Si初生树枝晶和枝晶间Ti2Ni3Si／NiTi共晶组织组成的耐磨材料涂层，研究了涂层的显微组织及室温耐磨性能。结果表明，该涂层在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能和良好的载荷特性。     

钛合金激光熔覆TiB-TiC增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层的组织和耐磨性（英文）

以Ti＋Ni＋B4C粉末混合物为原料,利用激光熔覆技术在TA15钛合金基材表面制得TiB-TiC共同增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层。采用OM、SEM、XRD、EDS及AFM等手段分析激光熔覆涂层的显微组织及磨损表面,测试涂层的室温干滑动磨损性能。结果表明,激光熔覆TiB-TiC增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层熔覆具有独特的显微组织,菊花状的TiB-TiC共晶均匀分布在TiNi-Ti2Ni双相金属间化合物基体中。由于高硬、高耐磨TiB-TiC陶瓷相与高韧性TiNi-Ti2Ni双相金属间化合物基体的共同配合,激光熔覆涂层表现出优异的耐磨性。     

激光熔化沉积Ti5Si3/NiTi双相金属间化合物合金耐磨性能

采用激光熔化沉积工艺制备出以块状Ti5Si3过渡金属硅化物为初生相、以Ti5Si3/NiTi共晶为基体的双相金属间化合物耐磨合金,在室温干滑动磨损条件下测试了Ti5Si3/NiTi合金的耐磨性能并讨论了其磨损机制。结果表明,由于Ti5Si3/NiTi合金良好的强韧性配合以及在磨损过程中磨损表面上形成了“无组织特征”的表面高硬度层,对合金有保护作用,合金在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能和很低的载荷敏感性     

Microstructure and dry sliding wear resistance of CoTi intermetallic alloy

A wear resistant CoTi intermetallic alloy was fabricated by the laser melting deposition process. Microstructure of the alloy was characterized by OM, SEM, XRD and EDS and wear property was evaluated under room-temperature dry sliding wear test condition. Wear resistance of the CoTi intermetallic alloy under dry sliding wear test condition is up to 2 and 3.3 times higher than the hardened high-speed steel W18Cr4V and the bearing steel 1.0%C–1.5%Cr, respectively. The excellent wear resistance of the CoTi alloy is attributed to the inherent good toughness and strong yield-anomaly of the intermetallic CoTi as well as to the unique strong friction-induced hardening in the worn surface and subsurface of CoTi alloy under dry sliding wear process.     

激光熔炼Ti5Si3／NiTi金属间化合物合金的组织及耐磨性

设计并利用激光熔炼技术制备出了以Ti5Si3为增强相、以NiTi为基体的金属间化合物新型耐磨合金，研究了增强相Ti5Si3的含量对合金显微组织、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明，随Ti5Si3含量的增加，合金显微组织由亚共晶向共晶、过共晶转化，增强相Ti5Si3由细层片状共晶相向块状初生相转变，合金显微硬度随之显著提高；在室温干滑动磨损条件下，Ti5Si3／NiTi金属间化合物合金具有优异的耐磨性，并随Ti5Si3增强相的增加而显著提高。Ti5Si3增强相的高硬度和NiTi基体的高韧性及伪弹性效应是该合金具有优异耐磨性能的主要原因。     

脉冲宽度对超薄TiNi/不锈钢激光焊接头TiNi侧界面的影响

添加Ni做为填充材料是抑制TiNi/不锈钢异种材料激光焊接头裂纹从而实现其良好连接的方法之一,但填充金属Ni与母材TiNi合金的成分差异会形成界面区,焊接热输入对界面区的组织形貌有很大的影响,进而会影响整个接头的力学行为。本文在厚度为0.2mm的TiNi合金/321不锈钢异种材料激光微焊接时,预置Ni做为填充材料,获得了TiNi合金/Ni/321不锈钢激光焊接头,研究了激光脉冲宽度对焊接接头TiNi侧界面的影响。结果表明,不同脉冲宽度下,TiNi合金侧界面区均由宽度不等的TiNi共晶层和TiNi₃金属间化合物层组成;随着脉冲宽度的增加,TiNi共晶层平均宽度逐渐减小,TiNi₃金属间化合物层平均宽度逐渐增加;界面区显微硬度随脉冲宽度的增加逐渐升高。TiNi母材熔化量和Marangoni流动的改变是影响接头该侧界面区宽度及显微硬度的主要原因。     

激光熔敷NiTi/Ni3Ti金属间化合物复合材料涂层组织及耐磨性

以Ni79Ti21（wt％）合金粉末为原料,采用同步送粉激光熔敷技术在BT20钛合金表面制备出NiTi／Ni3Ti金属间化合物复合材料涂层,分析了该涂层的显微组织,测试了该涂层的室温干滑动磨损性能。结果表明,激光熔敷涂层组织均匀致密,与基材呈良好的冶金结合,具有优良的抗滑动磨损性能。     

Wear and corrosion properties of laser cladded Cu47Ti34Zr11Ni8/SiC amorphous composite coatings on AZ91D magnesium alloy

To improve the wear and corrosion properties of AZ91D magnesium alloys, Cu-based amorphous composite coatings were fabricated on AZ91D magnesium alloy by laser cladding using mixed powders of Cu47Ti34Zr11Ni8 and SiC. The wear and corrosion behaviours of the coatings were investigated. The wear resistance of the coatings was evaluated under dry sliding wear condition at room temperature. The corrosion resistance of the coatings was tested in 3.5% （mass fraction） NaCl solution. The coatings exhibit excellent wear resistance due to the recombined action of amorphous phase and different intermetallic compounds. The main wear mechanisms of the coatings and the AZ91D sample are different. The former is abrasive wear and the latter is adhesive wear. The coatings compared with AZ91D magnesium alloy also exhibit good corrosion resistance because of the presence of the amorphous phase in the coatings.     

Ti2Ni3Si/NiTi金属间化合物合金在H2SO4溶液中的腐蚀行为

利用激光熔炼材料制备技术,制得了由三元金属硅化物Ti2Ni3Si初生枝晶和枝晶间Ti2Ni3Si/Ti共晶组成的金属间化合物耐磨耐蚀合金;采用极化曲线、塔菲尔图(Tafel Plot)和交流阻抗(EIS)等技术,研究了合金在1 mol/L H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为以及Ti含量对合金组织与耐蚀性的影响.结果表明:由于表面形成的稳定钝化膜及Ti2Ni3Si和NiTi的高化学稳定性,使合金在1 mol/L H2SO4溶液中具有优异的耐蚀性,且随着Ti含量的升高,合金的耐蚀性略有提高.     

激光熔覆Al_3Ti金属间化合物涂层的腐蚀及耐磨性能研究

采用5kW横流CO_2激光器在AA6063铝合金表面激光熔覆Al_3Ti金属间化合物涂层.研究了熔覆层的显微组织、电化学腐蚀和摩擦磨损性能.结果表明,熔覆层由树枝晶Al_3Ti和枝晶间仅.α-Al两相组成.并与基材形成良好的冶金结合.熔覆层在w(NaCl)=3.5%溶液中发生钝化,腐蚀电流密度约为基材的1/10;在载荷10 N、摩擦距离800m时,熔覆层的磨损质量损失低于基材的1/2,说明Al_3Ti金属间化合物涂层显著提高了基材的耐腐蚀和耐磨损性能.     

激光熔炼Ti5Si3-TiCo-Ti2Co多相金属间化合物合金的组织与耐磨性

利用激光熔炼技术制备出Ti5Si3-TiCo-Ti2Co多相金属间化合物新型耐磨合金，分析了合金的显微组织并测试了合金的室温干滑动磨损性能。结果表明，Ti5Si3-TiCo—Ti2Co多相金属间化合物耐磨合金组织均匀、致密，在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能。Ti5Si3-TiCo—Ti2Co多相金属间化合物耐磨合金的磨损量随磨损时间的延长缓慢增加，磨损率先增加后降低；难熔金属硅化物Ti5Si3的高硬度及金属间化合物的反常屈服强度一温度关系及磨损过程中表面粘附转移保护层的形成，是Ti5Si3-TiCo—Ti2Co多相金属间化合物耐磨合金在室温干滑动磨损试验条件下具有较好耐磨性能的原因。     

层叠Ni/Ti热扩散形成金属间化合物的规律

选择Ni和Ti粉末及其机械合金化粉末制备Ni/Ti扩散偶,利用扫描电镜和X射线衍射等手段研究了Ni/Ti扩散偶在固相热处理作用下金属间化合物的形成及生长规律.随着热处理温度的提高,Ni3Ti,Ti2Ni和NiTi金属间化合物的数量增加明显;随热处理保温时间的增加,NiTi金属间化合物呈抛物线规律生长,而对Ni3Ti和Ti2Ni的生长影响不大.结果表明,金属间化合物在形成过程中,Ni3Ti和Ti2Ni优先形成,达到一定厚度后,NiTi金属间化合物开始形成并快速增长.     

Microstructure and tribological properties of laser clad Ti2Ni3Si/NiTi intermetallic coatings

Wear resistant Ti₂Ni₃Si/NiTi full intermetallic composite coatings with a microstructure consisting of ternary metal silicide Ti₂Ni₃Si primary dendrites and interdendritic Ti₂Ni₃Si/NiTi eutectic were fabricated on a substrate of 0.2%C low carbon steel by the laser cladding process using Ti-Ni-Si alloy powders as the precursor materials. Microstructure of the coatings was characterized by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray analysis (EDS). Wear resistance of the laser clad Ti₂Ni₃Si/NiTi intermetallic coatings was evaluated under dry sliding wear test conditions at room temperature. Results indicate that the Ti₂Ni₃Si/NiTi intermetallic coatings have excellent abrasive and adhesive wear resistance under dry sliding wear test conditions because of the unique combination of high yield strength and toughness of the intermetallic compound NiTi and the high hardness, strong covalent dominant atomic bonds and possible strong hardness anomaly of the ternary metal silicide Ti₂Ni₃Si with MgZn₂ type Laves crystal structure.     

A wear resistant ductile metal-toughened Cr13Ni5Si2 ternary metal silicide alloy

A ductile metal-toughened Cr–Ni–Si ternary metal silicide wear resistant alloy with a dual-phase microstructure consisting of Cr₁₃Ni₅Si₂ ternary metal silicide primary dendrites and the interdendritic nickel-base solid solution (γ) was designed and fabricated by the laser melting/continuous deposition process. Wear resistance of the γ-toughened Cr₁₃Ni₅Si₂ intermetallic alloy was evaluated on an MM-200 block-on-wheel dry sliding wear tester at room temperature. The γ-toughened Cr₁₃Ni₅Si₂ intermetallic alloy has excellent wear resistance and extremely low load-sensitivity of wear under dry sliding wear test conditions due to the inherent high hardness, abnormal hardness–temperature relation and strong covalent-dominant atomic bonds. The isolated toughening γ phase played a positive role in reducing volume wear rate by retarding crack propagation and preventing pull-out of the broken Cr₁₃Ni₅Si₂ fragments from the wear surface.     

激光熔炼W/W2Ni3Si金属硅化物“原位”复合材料的耐磨性

采用水冷铜模激光合金熔炼炉制备了以初生w树枝晶为增强相、以w2Ni3Si三元金属硅化物为基体的金属硅化物“原位”耐磨复合材料．分别在室温干滑动磨损及600℃高温滑动磨损条件下测试了上述W／W2Ni3Si金属硅化物“原位”增强耐磨复合材料的耐磨性，并讨论了其磨损机理．结果表明，上述金属硅化物耐磨复合材料在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性能．     

激光熔敷Ti5Si3／NiTi金属间化合物复合材料涂层组织与耐磨性

以Ti14Si6Ni80合金粉末为原料，利用激光熔敷技术在BT9钛合金表面制得以金属硅化物Ti5Si3为增强相、以金属间化合物NiTi为基体的快速凝固金属间化合物复合材料涂层，分析了该涂层的显微组织，在室温干滑动磨损条件下测试了其耐磨性。研究结果表明，涂层硬度高、组织致密、与基材之间为完全冶金结合，在干滑动磨损试验条件下具有较好的耐磨性。涂层具有优异耐磨性的主要原因是作为耐磨增强相的金属硅化物Ti5Si3具有高硬高耐磨的特性，在涂层中起到了抗磨骨干作用，同时作为涂层基体的金属间化合物NiTi由于具有极强的原子结合键及应力诱发马氏体相变特性，本身具有优异的耐磨性，在摩擦过程中对耐磨增强相Ti5Si3起到了强力支撑作用。