真空熔覆碳化钨/钴基合金复合涂层抗疲劳性能的研究

在45钢试样表面采用真空熔覆法制得碳化钨/钴基合金复合涂层,按照45钢热处理工艺对复合涂层进行正火处理,并借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪等先进的测试手段对复合涂层的组织结构和表面形貌进行观察分析.应用疲劳试验机对不同碳化钨含量的复合涂层进行弯曲疲劳试验.结果表明:复合涂层在正火处理后的弯曲疲劳强度大大提高,比熔覆状态合金涂层高150～200MPa;在高周疲劳时比正火45钢的疲劳强度高80MPa左右;正火处理后,含15%(质量分数)WC的复合涂层的弯曲疲劳强度最大;复合涂层的疲劳强度除与硬度相关外,还与复合涂层和45钢基体的界面结合强度、涂层内部缺陷等因素有关.     

一种400 MPa级铌微合金钢的疲劳性能

 采用四点弯曲疲劳试验研究了应力比为 -0.82和 -1的含铌微合金钢SQ390的疲劳行为,对疲劳断口进行了SEM分析,用试验结果对Soderberg公式进行了验证。结果表明,试验钢的弯曲疲劳曲线呈直线形,两个应力比下的弯曲疲劳强度分别为275 MPa和256 MPa,疲劳裂纹均起源于试样表面。Soderberg公式对低合金钢四点弯曲疲劳试验结果非常适用。     

等离子熔覆镍基合金及复合材料涂层的组织与性能研究

利用等离子表面熔覆工艺,在钢基表面获得了与基体呈冶金结合的镍基合金涂层、镍基+镍包碳化钨等涂层。利用光学电镜、扫描电镜以及能谱分析了上述涂层的组织及成分;采用维氏硬度计测定了涂层的维氏硬度;并比较了上述几种涂层的磨损性能。试验结果表明:等离子熔覆Ni基+30%镍包碳化钨的组织及性能优于其它涂层。     

CeO_2添加量对45钢Ni-WC真空熔烧涂层性能的影响

利用真空熔烧技术将镍包碳化钨KF-56、稀土氧化物、镍基自熔合金Ni45B按不同质量百分含量在45钢基体表面,制备五种不同CeO_2添加量的Ni-WC-CeO_2复合涂层,研究CeO_2在Ni-WC复合涂层中最佳综合性能添加量。利用洛氏硬度计、显微硬度计分别检测不同CeO_2添加量涂层外表面洛氏硬度、纵截面显微硬度;利用摩擦磨损实验机检测不同CeO_2添加量涂层表面耐磨性;利用箱式电阻炉对试样反复进行650℃、750℃两种加热温度至常温的热循环热疲劳实验,以检测不同CeO_2添加量对涂层热疲劳性能的影响;利用中型盐雾腐蚀实验箱对涂层表面进行盐雾腐蚀,以检测不同CeO_2添加量对涂层的耐腐蚀性能的影响。实验结果表明,当CeO_2添加量为0.75%时,涂层外表面洛氏硬度和纵截面显微硬度最高,涂层耐磨性、耐腐蚀性最好,分别比不添加CeO_2涂层提高了50%和300%,抗热疲劳性能仅略低于添加量为0.5%的涂层,两种温度分别比不添加CeO_2涂层提高了18.5%、12.5%。Ni-WC涂层的最佳CeO_2添加量为0.75%。     

激光熔覆涂层的界面组织和冲击载荷作用下的性能

45钢及1Cr18Ni9Ti表面采用激光熔覆WFCL-11涂层,研究了该涂层与基体界面及表面显微组织和硬度,分析了在冲击载荷作用下,显微组织、结合性能、硬度变化等特点.研究了不同基材与熔覆材料对结合面性能的影响.     

钛合金表面激光熔覆涂层及工艺研究进展

钛合金具有密度低、比强度高等多种优点,但存在摩擦因数高、耐磨性能差、高温易氧化等缺点。激光熔覆技术可根据需求提升钛合金的表面性能,满足不同服役环境下对钛合金零部件的使用要求。为此,重点介绍了钛合金表面激光熔覆材料,包括自熔性合金粉末、陶瓷粉末、金属基陶瓷复合粉末等,讨论了激光熔覆工艺对涂层性能的影响,最后指出了钛合金表面激光熔覆涂层的发展方向：(1)发展新型熔覆层材料体系;(2)优化激光熔覆工艺参数;(3)研发功能梯度涂层。     

S355海洋钢表面微弧氧化复合膜层耐蚀性能

采用激光熔覆与微弧氧化技术相结合在海洋钢表面制备了复合膜层.运用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）表征复合膜层的微观结构,采用极化曲线、电化学阻抗谱、腐蚀磨损实验和浸泡腐蚀实验等测试方法研究膜层在质量分数3.5%的NaCl水溶液中腐蚀行为,并与熔覆涂层和基体进行对比.结果表明:复合膜层主要分为内致密层和外疏松层,疏松层主要由γ-Al₂O₃组成,致密层主要由α-Al₂O₃组成,与基底层结合较好,复合膜层表面硬度最大能达到HV_0.2 1423.3,比熔覆涂层高47.6%,其硬度较S355海洋钢有显著提升.基体在腐蚀和磨损交互作用中主要以腐蚀加速磨损为主,涂层在交互作用中主要以磨损加速腐蚀为主,在经过微弧氧化处理后,膜层的自腐蚀电位负移,钝态电流密度上升,抗磨蚀性能明显提高.熔覆涂层的浸泡腐蚀方式以点蚀为主,复合膜层腐蚀较轻微,阻抗模值最大能达到105.3 Ω·cm2,比熔覆层提高两个数量级,这表明复合处理可进一步提高涂层的耐腐蚀性.      

La2O3对激光熔覆TiC/Ni基复合涂层的组织和性能的影响

用5kWCO2激光器在A3钢表面激光熔覆添加有La2O3的TiC/Ni基复合涂层，研究了稀土对激光熔覆金属陶瓷复合涂层的组织，耐蚀性和耐磨性的影响。研究结果表明：复合合金粉末中添加0.4%的La2O3能够减少熔覆层的气孔，疏松，使熔覆层的组织致密。熔覆层中TiC分布均匀且细小圆滑，熔覆层的耐蚀性和耐磨性得到提高。     

Q235钢表面氩弧熔覆B4C-Ti复合涂层组织与性能的研究

以B4C粉、Ti粉和Fe粉末为原料,采用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备出增强复合涂层。利用扫描电镜,X射线衍射仪,显微硬度仪和摩擦磨损试验机等对复合涂层的组织,相组成,硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明:熔覆层相由α-Fe、颗粒状Ti C和Ti B构成,Ti C颗粒弥散分布在基体上,涂层显微硬度高达700HV0.2,耐磨性能比Q235钢基体提高约6倍。     

感应熔敷微纳米复合材料涂层组织及抗磨性能

以Ni60A、微米和纳米碳化钨粉末为原料，利用感应熔敷技术在Q235钢表面制得以微纳米碳化钨颗粒为增强相的镍基复合材料耐磨涂层，利用SEM、XRD和EDS分析了该涂层的显微组织，涂层与基体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微纳米碳化钨具有高硬度高耐磨特性，在涂层中起到了抗磨骨干作用。     

熔覆电流对等离子熔覆ZrB_2-ZrC铁基复合涂层组织与性能的影响

采用等离子熔覆技术,在Q235钢表面原位反应合成了ZrB_2-ZrC增强的铁基复合涂层,分析了等离子电流对涂层组织及性能的影响。在100A熔覆电流下制备的涂层,显微硬度可达1017.7HV_(0.2),在100N的载荷下涂层的摩擦系数和磨损体积明显低于Q235钢基体,涂层耐磨性显著提高。     

预涂和感应重熔制备Ni60熔覆层的研究

采用预涂和感应重熔方法在45#钢上制备了Ni60熔覆层.对熔覆层的宏观照片、SEM、EDS、XRD和硬度进行了分析.结果表明:A+B粘接剂可以制备重熔效果良好的熔覆层.重熔后试样表面有大量灰黑色残渣,局部有些凸凹不平.重熔后界面附近的显微组织分为三部分:基体--过渡区--涂层熔覆区.涂层熔覆区为Ni基的,其上分布着块状...     

石墨烯对激光熔覆镍基碳化钨涂层组织及性能影响

采用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备Ni60A-30%WC-x%石墨烯(质量分数, x=0.0, 0.1, 0.3, 0.5)涂层, 研究石墨烯对激光熔覆镍基碳化钨涂层组织与性能的影响。结果表明, 涂层物相主要由具有γ相结构的Ni-Cr-Fe固溶体、WC、W₂C、Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、B₄C等组成; 石墨烯改善了激光熔覆镍基碳化钨涂层的组织, 提高了涂层的硬度和抗摩擦磨损性能; 当石墨烯质量分数为0.3%时, 得到了析出相分布均匀且细小的组织, 涂层具有高硬度、良好的抗裂纹扩展能力和耐磨性。     

不同熔覆参数下的AlFeCrCoNiTi高熵合金涂层的高温摩擦磨损性能

选取H13钢进行激光熔覆,获得激光熔覆涂层,并进行了微观组织和硬度分析.采用销—盘式高温磨损试验机研究了H13钢及各个涂层的高温磨损行为.采用SEM、EDS以及XRD等微观分析手段对各个涂层上的磨面进行形貌、成分及物相分析,并探讨磨损机理.结果 表明:不论温度的高低与载荷的大小,激光熔覆涂层的磨损量都比H13钢的磨损量...     

激光熔覆铁基合金粉末修复高速列车车轮磨损研究

针对高速列车车轮踏面磨耗问题,利用5 kW横流CO2激光器,采用预置铁基合金粉末法,对车轮钢表面进行激光熔覆修复研究。通过选择合适水平的正交试验,确定了高速列车车轮钢表面激光熔覆铁基合金粉末的最优工艺激光功率、离焦量、扫描速度分别为:2.5 kW、20 mm和5 mm·s-1;采用扫描电镜(SEM)、自动转塔数显显微硬度计、摩擦磨损试验机、微机控制电子万能试验机对合金化涂层的显微组织、性能及界面结合强度进行性能测试。结果表明,通过激光熔覆制备的合金化涂层与车轮钢基体形成冶金结合、组织均匀致密,合金化涂层硬度从车轮钢基体到表面呈梯度分布,由基材的246 HV提高到326.5 HV,相对耐磨性为1.33,界面结合强度达到163.91 MPa。     

镍基-碳化铬硬面复合涂层的疲劳强度

采用真空熔覆方法，在Q235－A试样表面制成厚0．1mm的镍基－碳化铬硬面复合涂层。通过试验比较涂层试样与无涂层试样的疲劳寿命。借助测量结合界面附近的化学成分，不仅得到了涂层与母材之间的元素扩散情况，而且能够分析界面的结合强度。     

CeO2添加量对45钢表面激光熔覆Ni-WC涂层的组织和性能影响

利用二氧化碳激光器在45钢基体表面上熔覆Ni-WC-CeO₂的复合涂层,使用扫描电镜、EDS、显微硬度计、洛氏硬度计,研究CeO₂添加量对Ni-WC-CeO₂复合涂层宏观形貌、显微组织、元素分布、表面硬度及纵截面显微硬度的影响,以找到最佳的CeO₂添加量。CeO₂的添加有助于改善涂层宏观形貌、基体和涂层的扩散及浸润性,细化微观组织及WC形貌,提高涂层表面硬度和纵截面显微硬度。CeO₂添加量存在一个最佳值：当CeO₂添加量为0.3%时,Ni-WC-CeO₂复合涂层表面无渣、无裂纹、较小润湿角,宏观形貌最好,从表面到与基体结合处涂层显微组织无枝晶,组织明显细化,Ni-Cr合金与WC间、涂层与基体间的元素发生明显互扩散,碳化钨形貌细化且分布较为均匀,涂层表面硬度最高,所有涂层纵截面显微硬度均呈现中间高两端低的“山形”分布;当CeO₂添加量为0.25%时,每组纵截面显微硬度几乎都高于其他CeO     

感应熔覆Co基涂层工艺

感应熔覆技术是一种高效的表面防护技术,能有效提高钢件表面的硬度、耐磨性和耐蚀性,延长工件使用寿命等。其中Co基合金具备很高的红硬性,可有效改善基体的耐磨损性能。因此感应熔覆Co基复合涂层能够更有效的提高钢件表面的硬度、耐磨性和耐蚀性等。文章就感应熔覆Co基复合涂层的工艺进行了论述。     

烧结熔覆钢表面镍基合金涂层的组织和性能

采用Ni25、Ni45、Ni60合金粉末通过烧结熔覆法在45钢表面制备出不同成分的镍基合金涂层。通过金相显微镜观察和X射线衍射分析等手段对合金涂层的组织形貌、相组成和界面结构进行研究,并对涂层显微硬度进行了测试。结果表明：通过烧结熔覆可以在45钢表面获得较为致密的镍基合金涂层。Ni25合金涂层组织主要为比较粗大的γ-(Ni, Fe)奥氏体以及少量的Cr₂₃C₆碳化物相;Ni45和Ni60合金涂层中除了γ-(Ni, Fe)奥氏体和Cr₂₃C₆碳化物之外,还出现了CrB硼化物。不同成分镍基合金涂层与45钢基体在界面处均形成了良好的冶金结合。当烧结温度1100℃、保温时间15 min时,涂层微观组织致密,硬质相颗粒尺寸较小,分布均匀。Ni60合金涂层的硬度最高,约为HV 735;Ni45合金涂层次之,约为HV 534;Ni25合金涂层硬度最低,只有HV 236。     

激光熔覆IMC涂层的热疲劳性能

研究了激光熔覆和Ｎｉ－Ａｌ合金涂层及（Ｎｉ－Ａｌ）＋ＷＣ复合涂层的热疲劳性能。结果表明，涂层疲劳损伤形式为沿晶应力（氧化）腐蚀。腐蚀产物为Ａｌ２Ｏ３。每次热循环后，熔覆层中的最终残余应力是残余热应力和相变应力共同作用的结果。由于复合涂层中的残余应力为压应力，而合金涂层中的残余应力为拉应力，因此前热疲劳性能优于后者。