激光原位制备复合碳化物颗粒增强铁基复合涂层及其耐磨性的研究

通过在高碳当量铁基熔覆粉末中复合添加多种强碳化物形成元素,激光原位制备的颗粒增强铁基复合材料涂层具有颗粒析出密度大、尺寸分布均匀的优点.通过在铁基熔覆粉末中单独添加Ti,复合添加Ti+Zr以及Ti+Zr+WC的方式,运用激光熔覆技术在中碳钢表面制备了颗粒增强铁基复合涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜和透射镜等手段研究了涂层的显微组织、颗粒相结构及颗粒相与熔覆层基体相之间的界面.通过环块磨损实验,对比渗碳淬火工艺研究了颗粒增强涂层的耐磨性能,并对磨损机制进行了讨论.结果表明,涂层微观结构是典型的亚共晶介稳组织,原位合成的颗粒是一种复合碳化物,界面处结合牢固.激光原位制备复合碳化物颗粒增强铁基复合涂层具有优异的耐磨性能.     

激光熔覆颗粒增强金属基复合材料涂层强化机制

选用优化的激光工艺参数,利用激光熔覆工艺在中碳钢表面原位合成硬质陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层,涂层熔覆质量良好。涂层是由粘结金属基体和弥散分布于其中的稳定和亚稳定硬质颗粒增强相组成。激光熔覆涂层相对于中碳钢基体强化效果显著。对熔覆涂层的显微分析表明：涂层中存在细晶强化、硬质颗粒弥散强化、固溶强化和位错堆积强化等强化机制。     

激光形成原位TiC颗粒增强涂层的组织及性能

利用激光熔覆制备了ＴｉＣ颗粒（ＴｉＣｐ）增强金属基复合材料涂层,其中ＴｉＣｐ为激光熔覆过程中原位形成。细小的原位ＴｉＣｐ尺寸为几十至几百纳米,弥散分布于晶粒内部,并在涂层中呈密度梯度分布;高分辨电子显微镜证实了ＴｉＣ／涂层合金的相界面洁净,无界面反应物及非晶结构存在;涂层具有较高的显微硬度及耐磨损性能。     

原位TiC/金属基激光熔覆涂层的微结构特征

利用激光熔覆制备了原位形成TiC陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层 ,TiC为熔覆时原位形成。颗粒细小弥散 ,具有内晶型及密度梯度分布特征 ;HREM观察表明 ,TiC/基体界面结构具有洁净及微晶过渡特征 ,无界面反应物 ;熔覆组织具有较高的显微硬度及耐磨性。     

激光熔覆制备ZrC颗粒增强金属基复合表层组织

采用激光熔覆搭接技术 ,在中碳钢基体上制备出原位析出的颗粒增强金属基复合材料表层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪 ,对熔覆层显微组织特征以及硬质颗粒的分布规律进行了观察、分析。熔覆层显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶组织 ;组织发生了马氏体相变 ;熔覆层与基体成良好的冶金结合 ;熔覆层内析出的颗粒是以ZrC为主的复合碳化物 ,分布在枝晶内与枝晶间。随多道搭接的进行熔覆层组织中枝晶的排列方向由平行变得紊乱 ;奥氏体转变为马氏体的数量增多 ;熔覆层中颗粒数量增多 ,颗粒尺寸变大。     

激光熔覆原位析出增强颗粒热力学及显微组织研究

把理论与试验相结合,通过热力学理论计算,选择出合理的激光熔覆涂层体系,利用横流CO2激光器在铜合金表面激光熔覆Ni基复合材料涂层,原位自生陶瓷颗粒增强相.通过对激光熔覆涂层反应体系△GT的计算及XRD分析得知:TiB增强颗粒可以原位生成.利用OM、SEM和显微硬度计,分析测定涂层的显微组织形貌和截面显微硬度分布情况.结果表明:熔覆层与基体具有良好的结合界面,涂层内枝晶组织细小均匀.熔覆层平均显微硬度比基体显著提高,约为基体平均硬度值的3倍.     

原位TiC／金属基激光熔覆涂层的微结构特征

利用激光熔覆制备了原位形成ＴｉＣ陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层,ＴｉＣ为熔覆时原位形成。颗粒细小弥散,具有内晶型及密度梯度分布特征;ＨＲＥＭ观察表明,ＴｉＣ／基体界面结构具有洁净及微晶过渡特征,无界面反应物;熔覆组织具有较高的显微度及耐磨性。     

激光熔覆原位合成Cop/Cu复合涂层

采用激光熔覆快速凝固技术,原位合成了C为p/Cu复合材料涂层,应用扫描电镜及能谱附件研究了激光工艺参数对涂层显微组织的影响.结果表明,激光熔池大的过冷度条件,有利于Cu-Co合金的液相分离.在优化的激光熔覆工艺条件下.可原位合成表面光滑、均匀连续的致密Cop/Cu复合涂层,涂层组织由大量细小的均匀分布在铜基固溶体基体上的富γ-Co球形颗粒组成.随着热输入的降低,颗粒相的尺寸得到细化.对Cop/Cu复合涂层组织的形成和细化机理进行了分析.     

原位回火对马氏体不锈钢激光熔覆涂层的影响

目的 提高马氏体不锈钢(MSS)激光熔覆涂层的综合性能。方法 利用光纤激光器在Q235钢基材表面,分别采用连续扫描、间断扫描(层间停留30 s)两种方式,制备420 MSS激光熔覆涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、万能材料试验机、维氏显微硬度计、电化学工作站等设备,对比表征了不同扫描方式下制备的涂层试样的显微组织、力学性能和耐蚀性能。结果 连续扫描试样的显微组织分布均匀,主要由马氏体(M)和少量残余奥氏体(Ar)组成,呈脆性断裂,其抗拉强度和断后延伸率分别为1368 MPa、3.91%。而间断扫描试样由于产生了原位回火效应,存在两类不同组织:一类是细小灰色组织,比例分数为89.8%,由回火马氏体(Mtmp)、弥散分布的D23C6颗粒(D为Fe、Cr等)和少量Ar组成;另一类是粗大亮白色组织,比例分数为10.2%,主要为未回火M(un-tempered M)。间断扫描试样的抗拉强度和断后延伸率分别为1694 MPa、12.46%,但显微硬度和耐蚀性略有下降。结论 原位回火处理可显著提高420 MSS激光熔覆涂层的强韧性。     

激光熔覆(Zr+WC)/FeCSiBRE合金的组织和性能

采用预置激光熔覆技术 ,在 4 5号钢基体表面上熔覆 (1.2 %Zr 40 %WC) /FeC SiBRE合金粉末 ,制备出原位析出的颗粒增强金属基复合材料表层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪 ,对熔覆层显微组织特征以及硬质颗粒的分布规律进行了观察、分析 ;利用显微硬度计对熔覆层显微硬度的分布进行了测量。熔覆层显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶组织 ;奥氏体在随后的冷却过程中转变为马氏体。熔覆层与基体成良好的冶金结合 ;能谱分析表明熔覆层内原位析出的硬质颗粒是以WC为主的复合碳化物 ,弥散分布在枝晶内 ,也可被固液界面推移至晶间与共晶共存。颗粒的尺寸小于 1μm ;熔覆层显微硬度在 5 0 0～ 6 0 0HV0 .2之间     

Ti811合金表面TC4激光熔覆层微观组织及性能

按照CFM56系列发动机维修手册的建议,在Ti811合金表面采用同步送粉激光熔覆技术,以TC4合金粉末为原料,制备出均匀致密、无气孔和裂纹等缺陷的激光熔覆层. 分析涂层的宏观形貌、微观组织结构和组织相变过程,测试涂层的显微硬度和摩擦磨损性能. 结果表明,扫描电镜下涂层微观组织呈现魏氏体结构特征,涂层显微硬度相比基材有所提高,主要原因是涂层中的针状马氏体α'有一定的强化作用;涂层中弥散分布的纳米颗粒Ti₃Al的沉淀强化和弥散强化等作用也在一定程度上提高了涂层的显微硬度;熔覆层的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损的复合磨损机制.     

激光表面合金化原位制备Ti-Cu纳米晶金属间化合物涂层

利用激光表面合金化技术以铜粉为初始原料,在纯钛表面通过激光表面合金化原位反应成功制备了Ti-Cu纳米晶金属间化合物涂层。采用X-射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析了涂层的组成和组织结构,测试了涂层在不同载荷下的摩擦磨损性能。结果表明:通过激光表面合金化制备的涂层主要成分为Ti和金属间化合物TiCu、TiCu3、Ti3Cu相。涂层含有纳米晶Ti-Cu金属间化合物,晶粒尺寸为10~500nm。Ti-Cu金属间化合物涂层的摩擦因数随载荷增加而减小,体积磨损率在10-6~10-5 mm3/Nm数量级范围并随载荷的增加而增大,与纯钛底材相比,Ti-Cu金属间化合物涂层具有良好的耐磨性。     

电脉冲处理对激光沉积Ti-6Al-4V合金强度各向异性的影响（英文）

为消除激光沉积Ti-6Al-4V合金的强度各向异性,利用拉伸试验、光学显微组织观察、扫描电子显微观察、电子背散射衍射分析和透射电子显微观察研究电脉冲对激光沉积Ti-6Al-4V合金显微组织与强度的影响。结果显示,随着施加电压从0增加到130 V,β柱状晶内的显微组织按如下顺序演化：α′马氏体→集束α组织→网篮α组织。130 V电脉冲处理会弱化β柱状晶内马氏体织构。沉积态Ti-6Al-4V合金表现出约6.2%的屈服强度各向异性;经130 V的电脉冲处理后,屈服强度各向异性减小到0.6%。这主要是由于沿不同方向变形时,130 V电脉冲处理样品表现出近似相同的施密特因子分布。     

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。     

Ball milled Ni–Ti powder deposited by cold spraying

A 50Ni–50Ti powder was produced by solid state synthesis via mechanical alloying from elemental Ti and Ni powders. The product was characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy and optical microscopy.Cold spraying makes possible to deposit the coating of temperature sensitive materials, such as nanostructured material, without any significant change in the microstructure of feedstock. The preliminary results of this work showed that the ball milled Ni–Ti coating can be deposited by cold spraying. The coating presents a multilayer structure consisting of the alternate flattened Ni and Ti particles.     

激光熔覆-激光氮化复合法制取TiNi-TiN梯度材料

将激光熔覆与激光表面氮化技术相结合制取TiNi-TiN梯度材料。采用先进的六孔同轴送粉喷嘴系统,分别将纯Ti、Ni粉末按一定比例送入激光熔化区,在粉末熔化过程中发生Ti、Ni间高温合成反应,原位合成一定厚度的TiNi金属间化合物熔覆层,然后将原位合成的熔覆层在富氮气氛中进行激光氮化处理,表面形成一层金黄色的TiN。利用光学显微镜和扫描电镜观察了熔覆层组织,并测量了熔覆层及氮化层的厚度。对不同工艺参数获得的熔覆层用X射线衍射仪进行了物相鉴定,并对氮化试样的熔覆层进行了显微硬度分布测试,得出了较好的制取TiNi-TiN梯度材料的工艺参数为:激光功率600 W,扫描速度0.5 m/min,钛送粉量2.5 g/min;镍送粉量3.2 g/min。     

时效对激光熔覆Fe901/3%Cu涂层组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、透射电镜以及滑动磨损实验,研究了500℃时效35h处理对激光熔覆Fe901/3%Cu涂层组织结构及性能的影响.结果表明,未经过时效处理的熔覆层主要是由α-Fe(马氏体),M_7C_3和M_(23)C_6构成,并且α-Fe存在(110)晶面的择优取向,在马氏体上分布着高密度的位错,而且位错沿着熔覆基材向熔覆层方向延伸分布.熔覆层经过500℃时效35h以后,熔覆层中富铬碳化物相的相对含量有所增加,并且沿M_7C_3相由马氏体中析出弥散分布的ε-Cu颗粒,在ε-Cu颗粒附近分布有若干位错,对位错起钉扎作用.熔覆层在时效以后的剖面显微硬度和表面耐磨性能显著提高.     

Microstructure and wear behavior of laser cladding Ni-based alloy composite coating reinforced by Ti(C,N) particulates

In this paper, Ni-based alloy composite coating reinforced by Ti (C,N) particles was fabricated on the mild steel through laser cladding technology. The microstructure of laser cladding layer was analyzed by means of optical microscopy (OM),X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).The wear resistance test of the coating was evaluated using an M-2000 tester. The results showed that the Ni-based composite coating had an ability of rapid solidification to form dendritic crystals microstructure consisting of Ti (C,N) particulates uniformly distributed in the matrix. It was found that some Ti(C,N) particles are similar to be round in shape, and the others are irregular. Laser cladding layer reinforced by Ti(C,N) particulates was found to possess good wear resistance property.     

Application of the Same-Stuff and Equal-Strength Laser Cladding Technology on the Repaired Semishrouded Impeller

0Cr17Ni4Cu4Nb powder was used to investigate the same-stuff laser repair(LR)technology on the semishrounded impeller.To improve the repaired effect,heat treatment was used after LR forming process.By means of optical microscopy,scan electron microscopy(SEM),micro-hardness tester and tensile tests,the microstructure of the coating was investigated and mechanical properties were measured.The experimental results show that cladding layer is well bonded to the substrate,the microstructure of the laser repaired zone(LRZ)is coarse martensite which will be refined after heat-treatment.The mechanical property experiments indicate that the micro-hardness and toughness would be increased after heat-treatment,the strength of LRZ after heat-treatment is 1050～1200 MPa,while the strength of normal laser repaired sample is 1000～1050 MPa.The refinement effect due to the heat treatment plays an important role in the improvement of the mechanical properties of samples.Overspeed examination and the real operation of the impeller after repairing also confirmed the reliability of this same-stuff and equal-strength laser cladding technology.     

钛合金表面氩弧熔覆TiC增强复合涂层组织与性能分析

把石墨粉末预涂在钛合金表面上,利用氩弧熔覆技术成功制备出原位自生TiC增强的金属基复合涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了熔覆涂层的显微组织,探讨了增强相TiC的生成机制;利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度并用磨损试验机考察了其在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明,氩弧熔覆涂层组织均匀致密,原位自生TiC呈树枝晶和细碎的条状均匀地分布于整个涂层中;由TiC增强的复合涂层明显地改善了钛合金的表面硬度．平均硬度约为700HV0．2且沿层深方向呈梯度分布;涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性明显优于基体,约为钛合金的10．5倍．