Q235钢等离子熔覆添加碳化钨铁基合金涂层的研究

硬度可达650～830HV0.2.     

Q235钢等离子熔覆添加碳化钨铁基合金复合涂层的研究

在Q235钢基体上采用等离子弧熔覆了添加30%镍包碳化钨的Fe-Cr-Ni-B-Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层.采用SEM、EDS、XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.检测结果表明,Q235钢表面经等离子熔覆的复合涂层厚度可达2.5 mm,无裂纹、气孔等缺陷.涂层中WC颗粒部分溶解于铁基合金,WC与涂层界面形成厚达数微米的反应层,有效提高了WC与涂层间界面结合强度,其组织主要由γ-Fe和α-Fe为基,Cr23C6、Fe6W6C、WC等强化相组成,熔覆层的显微硬度可达500～1 000 HV0.2.     

铸铁等离子熔覆铁基合金耐磨涂层

利用等离子熔覆技术,选择合适的工艺参数,在硼铸铁基体上熔覆铁基合金粉末制备具有冶金结合的耐磨涂层.采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,通过环-块磨损试验评估了涂层的耐磨性.结果表明,硼铸铁等离子熔覆铁基合金涂层组织主要由(Cr,Fe)7C3,α-(Fe,Cr)和Fe3C相组成;涂层的显微硬度可达600～1 200 HV0.2;在干滑动磨损条件下,涂层的耐磨性约是基体试样的5倍.涂层中高硬度的(Cr,Fe)7C3及Fe3C相的抗磨骨架作用,大量Cr,Si原子溶入基体引起的过饱和固溶强化作用,涂层快速加热及快速凝固产生的细晶强化作用是涂层耐磨性提高的主要原因.     

等离子熔覆添加WC的Fe-Cr-Ni-B-Si涂层的研究

在Q235钢基体上采用等离子弧熔覆添加30%镍包碳化钨的Fe-Cr-Ni-B-Si合金粉末,制备具有冶金结合的复合涂层.采用OM、SEM、EDS、XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.结果表明:复合涂层中WC颗粒部分溶解于铁基合金,两相界面形成厚达数微米的反应层,有效提高了涂层与WC的界面结合强度;涂层组织主要由枝晶γ-Fe为基,椭圆状的WC、Cr23C6、Fe6W6C强化相组成,熔覆层的显微硬度可达580～630HV0.2.     

Q235钢等离子弧熔覆铁基合金涂层的组织分析

采用等离子弧熔覆技术,选择合适的工艺参数,在Q235钢基体上熔覆Fe-Cr-B-Si-C铁基合金耐磨涂层.采用OM、SEM、EDS等研究了熔覆层的组织,并用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度分布.结果表明:熔覆层与钢基体呈冶金结合,组织致密;熔覆层主要由马氏体和Cr23C6组成,显微硬度从表面向基体逐渐降低,呈梯度分布,近表面的最高硬度达到670HV0.2.     

添加碳化钨铁基合金等离子弧熔覆复合涂层的组织分析

采用预置法等离子弧熔覆技术,在Q235钢基体表面熔覆了添加50%镍包WC(碳化钨)的Fe-Cr-B-Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层.采用SEM,EDS,XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.结果表明,涂层与基体为冶金结合,其中部分WC分解,剩余WC主要分布在涂层的中、底部并与涂层结合良好,最后形成以γ-Fe为基,大颗粒WC,枝晶Fe3W3C3Fe6W6C,W2C,W2C等增强的复合涂层,涂层的显微硬度可达900～1100 HV0.2.     

等离子熔覆添加和内生联合WC颗粒增强铁基涂层的组织和性能

采用等离子熔覆技术,以铸造碳化钨、钨铁粉、镍包石墨和铁基合金粉为原材料,在Q235钢基体上制备了外加和内生联合WC颗粒增强铁基复合涂层,通过扫描电镜和能谱分析、X射线衍射、硬度测试和磨料磨损试验对其微观组织、物相组成、硬度和耐磨性能进行了表征。结果表明,在优化的工艺参数下,可以获得与基体冶金结合良好的涂层,硬质相除外加的WC颗粒,还有内生的WC、W₂C、W₃C、Fe₃W₃C和Fe₂W₂C等;随着混合粉末中除外加WC之外的W含量增加,熔池中合金液密度增大,可以减弱外加WC颗粒下沉;当W含量达到15%时,外加WC颗粒均匀分布在涂层中,没有团聚现象发生,且在外加WC颗粒周围有细小的原位WC颗粒生成,涂层的显微硬度和耐磨损性能显著提高,涂层的平均硬度约为1300 HV0.2,耐磨性为Q235钢基体的10倍。     

等离子熔覆快速成形铁基合金的设计及其组织和性能评价

研制适用于快速成形多层熔覆条件下的专用合金材料,是当前直接金属快速成形领域的研究热点.文中总结了等离子熔覆快速成形铁基合金的设计原则,在大量试验的基础上,设计出了一种等离子熔覆快速成形新型铁基合金,并对成形件进行了组织性能评价,为该材料的工程应用打下基础.结果表明,冶金层组织主要以固溶体结晶为主,显微硬度从表面到幕体呈U形分布,合金粉末具有优良的成形性和抗裂性,能够满足快速成形多层熔覆的要求.     

45钢表面激光熔覆铁基合金涂层显微组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢表面制备铁基合金涂层,分析了激光熔覆层的微观组织,测试了其显微硬度及摩擦磨损性能.结果表明:激光熔覆区为细小的树枝晶,组织均匀致密,并有硬质点弥散分布,使得表面硬度和耐磨性大幅度提高.     

等离子熔覆镍基复合涂层的组织及性能

采用等离子熔覆工艺在不锈钢基材上熔覆镍基合金,获得了一定厚度的复合熔覆层.分析了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性及物相形貌和相结构等.结果表明涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的WC颗粒;熔覆过程中WC颗粒发生部分溶解;涂层与基板为冶金结合;所得涂层具有较高硬度,涂层基体硬度6000 MPa,WC颗粒硬度达18 780 MPa;熔覆层的主要强化机制是WC颗粒的弥散强化和C,Cr及B等合金元素溶入γNi(Me)中产生的固溶强化.     

Characteristics of Fe-based WC Composite Coatings Prepared by Double-pass Plasma Cladding Process

The Fe-based WC composite coatings were clad on Q235 steel by double-pass plasma cladding method,in which the WC-Co(WC covered with cobalt:78wt%WC,12wt%Co)doping was about 10wt%,20wt%and 40wt%,respectively.The microstructure and wear performance of the composite coatings were investigated by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscope(SEM),energy dispersive spectrometer(EDS)and ball-disc wear tests.The results show that the clad coatings contain mainly?-Fe,WC and carbides(Cr23C6,Fe3W3C-Fe4W2C)phases and the precipitation of carbides increases with the increase of WC-Co doping content.The WC-Co doping content has an obvious effect on the microstructure of the clad coatings.For the clad coatings with low WC-Co doping,the microstructure gradually transforms from planar crystal at the interface of substrate/coating to cell/dendritic crystal at the middle and the upper portion of the coatings.But there are a number of fishbone-like structure at the middle and the upper portion of clad coating with 40wt%WC-Co doping.The microstructure at the top is smaller than that at the bottom for all the coatings.The maximum of hardness of the clad coatings is 72.3HRC which is about 6.9 as much as the hardness of Q235 steel substrate.The composite coatings have good wear resistance due to the reinforcement of carbide particles and the strong bonding between carbide particles and ferroalloy.The suitable increase of WC-Co doping content can improve the wear resistance of the composite coatings.     

WC颗粒对激光熔覆FeCoCrNiCu高熵合金涂层组织与硬度的影响

采用CO2横流激光器制备添加WC颗粒的FeCoCrNiCu高熵合金涂层,研究WC含量对涂层的组织结构及硬度的影响.结果表明:不同WC含量的高熵合金涂层均由简单的面心立方结构(FCC)和体心立方结构(BCC)两相组成.随着WC含量的提高,涂层中FCC相含量不断减少,BCC相含量不断增加.WC颗粒在激光熔覆过程中发生溶解并完全溶入FCC相和BCC相中,并未引起复杂碳化物相的生成.不同WC含量的涂层均为树枝晶组织.激光熔覆过程中的快速凝固条件有利于抑制枝晶和枝晶间的成分偏聚.WC含量的提高使枝晶细化,硬度提高.     

送粉方式对WC颗粒增强铁基熔覆层的影响

目的改进后送粉方式在45~#钢表面利用等离子喷焊技术制备WC颗粒增强铁基耐磨熔覆层。方法利用等离子喷焊机和加装改进的后送粉装置制备熔覆层,通过金相光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等测试分析手段研究熔覆层的显微组织、相组成和成分特征。结果后送粉电压和送粉方式对WC颗粒分布的影响较大,通过调整送粉电压、改进后送粉方式可以改善WC的分布以及WC粉末的利用率。球形铸造WC与多边形结晶WC相比,前者粉末利用率显著提高,WC颗粒分布更均匀,熔覆层的平均维氏硬度达到1500HV10以上,高于后者。熔覆层出现鱼骨状莱氏体组织和大量的碳化物。结论改进的后送粉方式包含了同步送粉和后送粉的优点,使WC颗粒分布均匀,且WC未出现很大程度溶解,保留原始形态。送粉电压为10 V时,后送粉的熔覆效果较好。球形铸造WC增强熔覆层的性能较多边形结晶WC有很大提高。     

扫描速度对激光熔覆Ni基WC合金涂层组织与性能的影响

在45钢表面激光熔覆镍基WC合金涂层,分析扫描速度对熔覆层的成型、组织和性能的影响。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、化学成分、相组成以及耐磨耐蚀性进行分析测试。结果表明,熔覆层组织致密,与基体有良好的冶金结合。扫描速度增大,熔覆层出现裂纹的倾向增大,底部柱状晶外延生长层宽度减小,组织晶粒细化,相组成种类几乎没有变化,显微硬度增大,耐磨耐蚀性提高。当扫描速度为200 mm/min时得到成型性及耐磨耐蚀性优良的熔覆层。     

添加CeO_2激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层的高温干摩擦磨损性能

采用CO2横流激光器在21-4-N耐热钢表面熔覆添加0.5%CeO2的不同成分Ni基WC金属陶瓷复合层;对熔覆层进行了显微组织观察、显微硬度测量以及不同温度下的高温干摩擦磨损试验。结果表明,Ni21+25%WC+0.5%CeO2熔覆层组织均匀细小,高温下以粘着磨损和氧化磨损为主,干摩擦磨损性能优良。     

截齿表面感应熔覆WC增强Fe基熔覆层的研究

采用高频感应熔覆技术在采煤机截齿前端表面制备高耐磨的WC增强Fe基熔覆层,结果表明:熔覆层与基体为冶金结合,组织主要为奥氏体、鱼骨状共晶体及少量WC,增强相由(Cr,Fe)7C3,WC,Fe3 W3C及Fe3C等组成,熔覆层厚度约2 mm,硬度达63.6HRC,显微硬度平均值为1 007.9HV0.3,耐磨性为基体的4...     

激光熔覆铁基合金涂层的组织及耐蚀性能

采用激光熔覆技术在DH36钢基体上制备铁基合金涂层,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计等手段对涂层的物相结构、显微组织和显微硬度进行分析,采用极化曲线对比分析Fe基涂层和基体在人工海水中的耐蚀性。结果表明:涂层和基体结合良好,涂层中生成(Cr,Fe)_7C_3、Fe_3C硬质相和双重致密的氧化膜,涂层的结合区主要为平面晶和定向向上生长的柱状晶,中上部为细小的树枝晶,由于合金元素的固溶强化、碳化物的弥散强化和细晶强化的共同作用,涂层的平均显微硬度为1 026.11 HV_(0.2),为基体硬度的5.21倍,涂层的耐蚀性明显改善。     

等离子熔覆Fe基/Co-WC涂层的组织演变及性能

采用等离子熔覆技术,在Q235钢基体上熔覆添加Co-WC的Fe基粉末,制备了连续性好,无明显气孔和裂纹的Fe基/Co-WC耐磨熔覆涂层。研究了不同Co-WC含量下熔覆层的组织演变,表征了熔覆层的显微硬度分布。结果表明,随Co-WC含量增加,熔覆层组织由柱状晶逐渐向树枝晶转变,熔覆层中开始出现Fe3W3C、Fe6W6C、Co3W3C等新相。当Co-WC含量大于35%时,在熔覆层中开始出现形貌规则的鱼骨纹组织Co3W3C,该相的显微硬度HV达10.97GPa。当Co-WC含量达到50%以上时,树枝晶消失,出现大范围的规则排列、分布均匀的鱼骨纹组织。同时,随Co3W3C体积分数的增加,熔覆层显微硬度也随之增加,当Co-WC含量大于50%时,熔覆层显微硬度HV可达9.00~9.50 GPa。