Ti掺杂对Cr-Fe合金粉激光熔覆层组织与性能的影响

采用CO2激光加工机,在Q235钢基体表面预涂覆加入不同Ti含量(1%~4%)的高碳Cr-Fe合金粉,制备熔覆涂层。采用OM、XRD及硬度测试、耐磨测试、腐蚀性能测试等手段,研究了Ti掺杂对涂层组织性能的影响。结果表明,加入Ti减小了熔覆涂层初生碳化物尺寸,使组织均匀细化,物相为α-Fe、CrFe、(Cr,Fe)7C3、Cr7C3、TiC和Cr23C6。当加入Ti量为2%时,涂层表面平均硬度达到最高917.8 HV0.2,磨损率为0.491 mg·mm-2,自腐蚀电流密度最小,为517.6μA·cm-2。     

激光功率对TiC增强Co基合金激光熔覆层组织及性能的影响

采用6 kW光纤激光器在QT600-3球墨铸铁上制备了10vol％TiC-Co基合金熔覆层,通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、EDS、显微硬度计研究了激光功率对熔覆层显微组织、TiC形貌及分布、熔覆层硬度的影响规律.结果 表明,当激光功率从1.6kW降低到1.0kW时,熔覆层枝晶细化,二次枝晶臂间距减小...     

激光熔覆参数对熔覆层组织的影响

通过改变激光熔覆过程中的激光功率、扫描速度等工艺参数,获得单道激光熔覆层:分析了熔覆层组织中温度梯度/凝固速度(G/R)对凝固组织生长形态的影响规律;探讨了工艺参数对熔覆层组织、性能的影响.结果表明:熔覆层的硬度随激光功率的增加先增大后减小;随扫描速度的增加,经历一个由小到大然后再由大到小的过程.     

Ti含量对Fe-Ni-Ti激光熔覆层摩擦性能的影响

目的 研究Ti含量对因瓦合金基熔覆层原位增强的影响。方法 运用半导体激光器制备了Fe-Ni-Ti激光熔覆层,研究了Ti含量对熔覆层的影响。利用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪对熔覆层显微组织进行了表征,运用硬度计和摩擦磨损实验机对熔覆层的显微硬度和耐磨性进行了分析。结果 在Fe-Ni因瓦合金粉末中加入Ti元素,原位生成了TiC/Fe-Ni激光熔覆层,原位TiC对熔覆层基体晶粒具有明显的细化作用。随着Ti含量的增加,复合涂层的晶粒尺寸减小,然后保持稳定。当Ti含量较低时,熔覆层主要由γ-[Fe,Ni]奥氏体组成;当Ti含量达到8%时,熔覆层基体相结构变成了α相,因瓦效应消失,产生了微裂纹和孔洞缺陷。Ti元素最佳添加量为6%,此条件下熔覆层没有裂纹,显微硬度最高,熔覆层耐磨性最好。结论 因瓦合金涂层中添加钛可以形成良好的原位强化,钛的添加量具有最佳值,过量添加钛将消除Fe-Ni合金激光熔覆层特有的因瓦效应,熔覆层磨损机制主要为粘着磨损,兼具磨粒磨损。     

稀土对激光熔覆层组织和性能的影响

对送粉激光熔覆添加单质稀土Ce的熔覆试样进行显微组织分析和硬度、磨损性能测试,研究了稀土Ce对组织、硬度和磨损性能的影响.结果表明,与未加入Ce的熔覆层相比,Ce的加入有助于提高熔液的流动性、净化和细化了组织、提高了熔覆层的硬度和磨损性能.并对其作用机制进行了讨论分析,表明送粉激光熔覆添加单质稀土Ce是可行的.     

钼对钴基合金激光熔覆层组织与耐磨性的影响

利用激光熔覆技术在低碳钢基体表面制备了钴基合金涂层.利用金相显微镜(OP)、扫描电镜(SEM)及x射线衍射仪(XRD)等研究了不同Mo元素含量的钴基合金涂层的组织结构;通过采用显微硬度试验、滑动磨损试验等方法进行性能测试.结果表明,含5.4%Mo的合金熔覆层主要组成相为γ-Co,Cr_(23)C_6,而含28%Mo的合金涂层主要相组成为γ-Co,Cr_(23)C_6,Co_3Mo_2Si_2和NiCor等相;含5.4%Mo涂层的组织主要为柱状生长树枝晶;含28%Mo单道涂层的结合区为紊乱的粗大树枝晶,中部为向上生长的细小的树枝晶,表层为细小的等轴晶,多道搭接涂层组织为细小的等轴晶;含28%Mo涂层的显微硬度可达800 HV以上,比含5.4%Mo涂层的硬度提高了一倍;耐磨性也有不同程度的提高.

Abstract：

Co-based alloy coatings with different Mo content (5.4% and 28 % ) on the surface of low carbon steel were prepared by laser cladding. The microstructure and phases composition of the coatings were investigated by means of optical microscope (OP), scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction instrument (XRD). Microhardness and sliding wear resistance of the coatings were also tested. The results indicated that the main phases in Co-based alloy coatings with 5.4%Mo were γ-Co and Cr_(23) C_6. Another two phases of Co_3 Mo_2 Si and NiCoCr were identified in Co-based alloy coatings with 28% Mo. Directional dendrite was observed in Co-based alloy coatings with 5.4% Mo. Unidirectional dendrite at the interface, followed by fine dendrite at the central zone and equiaxed grain near top surface were found in Co-based alloy single coatings with 28% Mo, and almost all fine equiaxed grains appear in the multi-track coatings. The microhardness of Co-bascd alloy coatings with 28% Mo reaches up to 800 HV, which was 2 times of that of Co-based alloy coatings with 5.4% Mo. The sliding wear resistance was also improved.     

TiB2对Ni基合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用5 kW CO2激光器在低碳钢表面熔覆Ni基合金层及TiB2/Ni基合金金属陶瓷涂层,研究了两种涂层的组织、显微硬度以及滑动磨损特性.结果表明,Ni基合金层主要组成相为γ-(Ni,Fe),Cr23C6等,TiB2/Ni基合金复合涂层组成相主要有γ-(Ni,Fe),Ni3B,TiB2和TiC等;Ni基合金层由发达γ-(Ni,Fe)枝晶和其间共晶组织所组成,TiB2/Ni基合金复合涂层典型组织为等轴固溶体以及其间细小共晶组织;TiB2对熔覆层的组织有显著的影响,使熔覆层组织细化,并由树枝晶转变为等轴晶;加入TiB2可显著提高Ni基合金涂层的显微硬度及耐磨性能.     

铁基合金+WC激光熔覆层的显微组织与性能

在Q235钢和QT-600球铁表面激光熔覆铁基合金+WC粉末.利用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层硬度和磨损性能.结果表明,Q235钢表面熔覆层组织较细,熔覆层与基体结合界面波形不明显,且出现白亮层.QT-600球铁表面熔覆层组织粗大,界面波形较大,基体混入多,无白亮层,硬度、耐磨性相对较低.分析认为,组织与性能的不同是由于Q235钢熔点较高,熔化量少,且熔池冷速快,组织细化.QT-600球铁表面熔覆层组织不均匀,其中等轴品的耐磨性高于柱状晶,原因在于较细的等轴晶晶界较多,增大了滑动阻力.     

Co基合金激光熔覆层的局部组织特征

采用定量金相法,提取激光熔覆Ｃｏ基合金熔覆层不同部位的枝晶组织特征,结果表明：随着离熔覆层与基材结合界面距离的增加,熔覆层枝晶特征尺寸随之减小,即组织不均匀;同一高度下不同部位的特征尺寸变化不明显,即组织均匀。     

激光熔覆SiC/Co复合涂层的组织与性能研究

在45钢表面采用激光熔覆工艺制备了SiC/Co复合涂层,分析了涂层的显微组织,测试了涂层的硬度和摩擦学性能.结果表明:SiC/Co涂层主要由γ-Co和Cr<,23>C<,6>共晶组织组成,涂层结合区为枝晶,熔覆区为等轴晶;熔覆区的显微硬度为1300～1500HK,约为45钢基体硬度的4倍;该涂层明显改善了45钢基体的摩...     

扫描速度对半导体激光熔覆钴基合金涂层组织与性能的影响

采用2 kW半导体激光器在304不锈钢表面进行同轴送粉的激光熔覆Co基合金试验。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）研究了不同扫描速度下熔覆层的显微组织和相结构;采用显微硬度计、摩擦磨损试验机和气蚀装置分别测试了不同扫描速度下熔覆层的显微硬度、耐磨性与抗气蚀性能。结果表明,不同激光扫描速度下合金涂层皆无裂纹与气孔,随着扫描速度增加,合金涂层的硬度、耐磨性能与抗气蚀性能则先增强后降低,在激光扫描速度为900 mm/min时,合金涂层具有较好的硬度、耐磨性和抗气蚀性能。     

H13钢激光熔覆Co基涂层工艺优化及组织性能

采用Nd:YAG激光器在H13钢表面制备Co基合金涂层,分析扫描速度和电流强度对涂层成形质量的影响,确定最优参数。借助扫描电镜和X射线衍射仪分析了涂层组织形貌及物相组成。使用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了涂层截面硬度及耐磨性能。结果表明：激光熔覆扫描速度增加和电流强度降低,均可使Co基合金涂层熔高和熔宽降低,孔洞和裂纹数量减少。优化工艺参数为：扫描速度120 mm/min,电流200 A。该工艺制备涂层组织主要由细小的枝晶和共晶组成,包括γ-Co和M23C6相,涂层硬度达到610 HV0.2;耐磨性是淬火回火态H13钢的1.32倍。     

Ni基合金基体激光熔覆Co基合金涂层的微观组织与性能

利用CO2激光热源在Inconel 600镍基合金基体上熔覆制备了纳米稀土Y2O3/Co-Cr-W系钴基合金涂层,并对涂层的组织及性能进行了分析。结果表明,Co基合金激光熔覆涂层由界面熔合区、柱状枝晶区及熔覆金属中心胞状区3个区域构成。稀土Y2O3/Co-Cr-W系钴基合金复合涂层距离表面2 mm左右显微硬度最高,为938.9 HV,而Inconel 600基体显微硬度只有362.0 HV。钴基合金涂层的耐磨性也大大高于基体组织,磨损40 min时磨损量为0.7 mg,只有基体组织的2.73%。     

应用稀土及激光熔覆工艺制备钴基合金梯度涂层

采用稀土变质及激光熔覆工艺在 2 0号钢基体上获得了钴基自熔合金梯度组织涂层。结果表明 ,2 0 4Co合金涂层组织为均匀的亚共晶 ,其组成相包括ε Co ,Co3 B ,M2 3 (C ,B) 6,Cr2 B及Co7W6化合物 ,平均硬度为HV10 70 ,比基体 (HV180 )高HV890 ,耐磨性与基体相比提高 1.5倍。在 2 0 4Co合金中加入 0 .6 %的稀土 ,可以获得梯度涂层。其组织由亚共晶向共晶连续过度 ,与前者相比 ,组成相增加了CeCr2 B4 ,最高硬度达HV12 0 4,比原合金高 12 .3%,耐磨性与基体相比提高近 2倍 ,比原合金提高了 2 5 %。     

退火处理对激光熔覆FeCoCrNiB/SiC高熵合金涂层组织与性能的影响

采用激光熔敷技术在45号钢表面制备不同SiC含量的FeCoCrNiB/SiC高熵合金涂层。研究退火温度对FeCoCrNiB/SiC涂层组织结构、硬度和耐磨性的影响。结果表明：未加SiC时,涂层由简单FCC固溶体和柳叶状Cr2B相组成。加入SiC后涂层中基体仍然为简单FCC固溶体,但基体内部出现了条状碳化物M7C3和方块状硼化物Fe2B。随着SiC添加量的增加,FeCoCrNiB/SiC涂层析出碳化物和硼化物颗粒尺寸显著变小,碳化物含量逐渐增多,涂层硬度和耐磨损性显著提高。FeCoCrNiB/SiC涂层经过高温退火后相结构较稳定,但组织有一定程度的粗化。添加10wt%SiC的涂层在900 ℃高温退火后硬度下降仅4 %,具有良好的抗高温软化特性。添加SiC颗粒改变了FeCoCrNiB涂层的磨损机制,抑制了涂层的氧化磨损。FeCoCrNiB/SiC涂层经900 ℃高温退火后仍保持良好的耐磨损性能。     

B4C对激光熔覆钴基合金涂层组织与耐磨性的影响

运用5kWcO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Co基合金涂层(C065)及Co基合金中添加20％B4C(体积分数)的复合涂层(B4C／Co),研究了B4C对熔覆层组织、显微硬度及耐磨性的影响。结果表明,两种熔覆涂层均为树状枝晶生长的亚共晶组织。C055涂层主要由大量初生枝晶γ固溶体及其间的共晶组织1与(Cr,Fe)7C3组成;B4C／Co涂层主要由γ-Co,Cr7C3,Cr23c6,CrB2和Fe23(C,B)6组成,添加的B4C粒子在熔覆过程中全部熔解,但B4C／Co涂层组织与C055相比明显细化。B4C／Co涂层的显微硬度及耐磨性比Co65涂层都明显提高,并分析了涂层的强化机理。     

超声功率对激光熔覆Fe-Cr-V-C系涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆方法在基体表面制备出高强高硬度耐磨涂层,借助光学显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪以及磨粒磨损试验机等试验仪器研究超声波功率对涂层组织与性能的影响.同时利用图像分析软件Image-Pro Plus测量晶粒尺寸.结果表明,超声波功率对涂层组织与性能均有明显影响.随着超声波功率的增加,空化效应以及声流作用也越来越明显,晶粒尺寸由87 μm减小到6 μm.涂层硬度与相对耐磨性都呈先增加后减小的变化规律.当超声波功率增大到1 000 W时,晶粒尺寸最小,其最小值为6 μm,涂层硬度达到最大值62 HRC,且其相对耐磨性也到最大,其耐磨性是基体的50倍左右.     

Nb对送粉激光熔覆层组织和性能的影响

研究了送粉激光熔覆铁基合金添加Nb粉的可能性,并对熔覆试样进行了显微组织分析和硬度、磨损性能测试.扫描电镜、光学显微镜、能谱分析和x射线衍射分析结果表明,Nb在熔覆层中均匀分布,Nb的加入使枝晶组织明显细化,界面上方等轴晶数量增多,共晶组织更加致密.硬度测试和磨损试验表明,Nb元素的加入提高了熔覆层的显微硬度、耐磨性.分析认为,组织与性能的提高是由于Nb的加入生成大量弥散均匀分布的NbC颗粒增强相,同时生成的NbC成为异质核,提高了凝固结晶过程中的形核率,并且Nb原子优先占据晶界,强化了晶界,阻碍了晶体的长大.     

Effect of power on microstructure and properties of laser cladding NiCrBSi composite coating

A laser clad NiCrBSi composite coating was fabricated on the surface of 42CrMo steel using 6?kW fibre laser. The morphology and composition of the composite coating formed under different powers were studied using scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, X-ray diffraction spectroscopy. The microhardness and wear resistance were measured with a MICROMET-5103 digital microhardness tester and a MM-200 ring-block wear testing machine, respectively. The results showed that the cladding layer and the substrate have good metallurgical bonding. The microstructure nearing the fusion line is a columnar grain and that of the cladding layer is mainly a cellular grain. The main phases of the laser cladding layer are γ-Ni, (Fe,Ni), M₇C₃, M₂₃C₆ and CrB. The dilution rate of the laser cladding layer increased with the increase of laser power. The microhardness of the cladding layers decreased with the increase of laser power, and wear resistance of the cladding layer first increased and then decreased with the increase of laser power. When the laser power was 2000?W, the wear resistance of the composite coating was at its highest.