纯钛表面FeCoNiCr0.5Al0.8高熵合金脉冲激光熔覆层的显微组织和性能

采用脉冲激光熔覆技术在TA2工业纯钛表面制备了FeCoNiCr_0.5Al_0.8高熵合金熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成、硬度和高温抗氧化性能。结果表明：熔覆层和基体间形成良好的冶金结合,熔覆层中不存在裂纹、气孔等缺陷,熔合界面较平直;熔覆层表面熔池边界线处为细小等轴晶,中部为树枝晶,熔覆层截面组织为层状分布的细晶;熔覆层由简单面心立方结构Ti₂Ni和AlCTi₂组成;熔覆层的平均硬度为761.23 HV,是基体硬度的4倍以上;熔覆层具备良好的高温抗氧化性能,在800℃氧化120 h后的单位面积质量增加量为17 mg·cm^-2,仅约为基体的1/3。     

VC添加量对激光熔覆Fe50Mn30Cr10Co10高熵合金涂层组织和性能的影响

采用激光熔覆工艺在Q235钢板表面制备Fe_50-xMn₃₀Cr₁₀Co₁₀(VC)_x(x=0,1,3,原子分数/%)高熵合金涂层，研究了VC添加量对涂层微观形貌、物相组成、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：3种VC添加量的高熵合金涂层与基体均结合良好，涂层中仅存在较少的孔洞等缺陷，其物相均为面心立方结构的固溶相；随着VC添加量的增加，高熵合金涂层的组织发生细化，显微硬度增大；VC的添加能同时提高Fe₅₀Mn₃₀Cr₁₀Co₁₀高熵合金涂层的耐磨性能和耐腐蚀性能，并且VC添加量越多，耐磨性能和耐腐蚀性能越好。     

外加磁场对等离子熔覆FeCoNiCr0.5B高熵合金涂层组织与性能的影响

为改善FeCoNiCr系高熵合金熔覆层的力学性能,采用磁场辅助等离子熔覆技术,在20钢表面制备FeCoNiCr_0.5B高熵合金涂层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪等仪器分析外加磁场对高熵合金涂层微观组织和物相结构的影响,利用维氏硬度计、摩擦磨损试验机测试涂层的显微硬度分布及耐磨性。结果表明：FeCoNiCr_0.5B高熵合金涂层组织均由面心立方(FCC)相和M3B相组成,外加磁场作用不会改变物相种类。在磁场辅助作用下,涂层平均晶粒尺寸由18.64μm减小至15.93μm,熔覆层力学性能得到明显改善。当磁场强度为45 mT时,涂层平均显微硬度达708.84HV,相比无磁场辅助涂层平均硬度提升19.5%;同时,涂层的磨损质量达到最小,为无磁场辅助涂层失重的40.8%,平均摩擦系数由0.64减小至0.42,且涂层的主要磨损形式由黏着磨损转变为磨粒磨损。研究结果既进一步完善了外加磁场辅助等离子熔覆制备高熵合金涂层的相关理论,又为FeCoNiCr_0.5B高熵合金性能提升提供了可行方案。     

氩弧熔覆Al1.5CrFeCoCuxNi高熵合金涂层的组织与性能

采用氩弧熔覆技术在45钢表面制备Al_1.5CrFeCoCu_xNi(x=0,0.2,0.4,0.6,物质的量比)高熵合金涂层，研究了涂层的组织和性能。结果表明：添加铜元素的Al_1.5CrFeCoCu_xNi高熵合金涂层的物相均主要由体心立方相和面心立方相构成；随着铜含量增加，涂层中面心立方相含量增加，并从晶界分布转变为晶内颗粒状分布；随着铜含量增加，涂层的显微硬度降低，磨损量先减小后增大，磨损机制由磨粒磨损转变为磨粒磨损+轻微黏着磨损；Al_1.5CrFeCoCu_0.2Ni高熵合金涂层的显微硬度较高，摩擦因数较低，磨损量最小，耐磨性能最好。     

扫描速度对42CrMo表面激光熔覆NiCrBSi熔覆层成形的影响

通过使用6 k W光纤激光器在42Cr Mo钢表面激光熔覆Ni Cr BSi合金涂层,研究了激光扫描速度对Ni Cr BSi熔覆层的宏观成形、显微组织和硬度的影响。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计等,对熔覆层的宏观尺寸、显微组织和硬度等进行了测试分析。结果表明,随着激光扫描速度的增加,熔覆层的熔宽、熔高、熔深和热影响区宽度都降低,熔覆层的稀释率稍有增加;熔覆层与基体为良好的冶金结合,熔覆层的组织随着扫描速度的增加得到细化,熔覆层的硬度先增加然后降低。     

激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的组织及力学性能

研究了激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的微观组织及力学性能,结果表明：由于强化相的溶解,热影响区的硬度及强度降低,典型激光熔覆工艺条件下,扫描速度越快,热影响区越窄;熔覆层底部无平面晶组织,熔合区结合致密,化学成分一致,组织过渡平滑,熔覆层内部为枝晶组织,晶间有较多的Laves相,硬度较热影响区高;时效热处理后,热影响区及熔覆层的强度接近原始基材,界面区域力学性能过渡的平滑性改善。     

镍合金激光熔覆层的组织结构分析

研究了镍-铬-硼-硅合金激光熔覆涂层的组织与相结构;测试了熔覆层的显微硬度,分析了激光熔覆层中的择尤取向问题,探讨了激光功率、熔覆道次对组织的影响。结果表明：激光熔覆层显微硬度值为400-500HV;熔覆层组织由枝状晶与等轴晶组成,其主要相结构是γ-Ni;不同激光功率下熔覆层存在不同程度的择尤取向,单层多道激光熔覆使择尤取向有所减弱。     

La2O3添加量对激光熔覆铁基合金涂层显微组织和耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术在35CrMoV钢表面制备添加La₂O₃质量分数分别为0,0.7%,1.4%,2.0%的铁基合金熔覆层,研究了La₂O₃含量对其显微组织、物相组成、显微硬度、耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能的影响。结果表明：未添加La₂O₃的熔覆层主要物相为FeCr固溶体和少量Cr₂₃C₆,添加La₂O₃后熔覆层中还出现了LaNi₃,当La₂O₃质量分数为1.4%时熔覆层与基体界面平整,冶金结合良好,组织细小且均匀;随着La₂O₃质量分数增加,熔覆层显微硬度先增大后减小,耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能先提高后降低,当La₂O₃质量分数为1.4%,耐磨性能最好,此时熔覆层的摩擦磨损机制由未添加La₂     

NAK80模具钢表面激光熔覆钴基合金涂层的组织和摩擦磨损性能

采用激光熔覆方法在NAK80模具钢表面制备钴基合金熔覆层,用扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆层的显微组织,通过干滑动摩擦试验研究了熔覆层的摩擦磨损性能,分析了其磨损机制,并用三维表面形貌仪观察磨损试样的表面形貌。结果表明:熔覆层的主要组成相为Cr23C6、Co3Mo2Si、MoC、FeCr和γ-Co;熔覆层由涂层与基体界面处的平面晶区、涂层中部的胞状树枝晶区和表层的网状等轴晶粒区组成;经激光熔覆处理后的NAK80模具钢表面硬度和耐磨性得到了显著改善,与NAK80模具钢相比,熔覆层表面的平均摩擦因数降低了约34%,比磨损率下降了约91.3%;熔覆层的磨损机制为粘着磨损和轻微的显微切削。     

45钢表面激光熔覆Ni20合金粉末的组织及耐腐蚀性能研究

利用激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni20合金粉末熔覆层,通过SEM、XRD等方法分析表明研究涂层相及组织。利用CHI660B电化学测试系统,测试膜层及基体的开路电位及极化曲线,采用SY/Q-750型盐雾腐蚀试验箱,对熔覆层的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:熔覆层与基体形成良好的冶金结合;熔覆层组织具有定向凝固特征且晶粒生长方向垂直于界面;熔覆层主要由CrNiFeC,Fe3Ni2,Ni3Cr2等相组成;Ni20合金合金粉末激光熔覆层在3.5%NaCl盐雾中的腐蚀为局部点蚀,45钢为均匀腐蚀,熔覆层腐蚀速率仅为45钢的一半;电化学测试表明熔覆层的自腐蚀电位较45钢正移,具有更小腐蚀电流密度。     

铸铁CrMo表面激光熔覆Ni基高温合金粉末的磨损特性

采用激光熔覆技术在铸铁CrMo表面制备了Ni基高温合金熔覆层,采用SEM和晶相仪分析了激光熔覆层的晶相组织。采用回归正交试验方法,研究了基体和熔覆层在不同载荷和速度下的磨损特性。结果表明,熔覆层与基体形成良好的冶金结合,熔覆层组织致密,主要由树枝晶和共晶构成,熔覆层和基体材料的磨损机制为磨粒磨损;铸铁CrMo表面激光熔覆Ni基高温合金粉末可以提高表面的耐磨性能。     

退火温度对AlxTixNixCoCrCu0.5FeMo高熵合金涂层组织和性能的影响

在40Cr钢表面激光熔覆Al_xTi_xNi_xCoCrCu_0.5FeMo（x=4,5,6,7,8,9,物质的量比）高熵合金涂层,并进行300～900℃退火处理,研究了退火温度对涂层组织和性能的影响。结果表明：未退火及300℃退火处理的高熵合金涂层均为单一的体心立方（BCC）相结构,500～900℃退火后合金涂层中生成类Al₂Ti₃结构金属间化合物相;当退火温度升高至500℃时,晶内耐腐蚀性变差,且涂层耐腐蚀性随退火温度升高而下降;随着退火温度升高,高熵合金涂层的硬度呈先下降后升高再下降的趋势,700℃退火处理的Al₄Ti₄Ni₄CoCrCu_0.5FeMo合金硬度最大,为1 019 HV。     

超高速激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响

超高速激光熔覆技术与传统激光熔覆有所不同,可大幅提高熔覆效率,制备无缺陷的均匀薄涂层.为研究超高速激光熔覆主要工艺参数对熔覆层组织与性能的影响,采用超高速激光熔覆技术,分别以不同激光功率、熔覆速度、熔覆道间距在9Cr2Mo钢基体表面制备M2高速钢涂层,对熔覆层微观组织及力学性能进行表征.结果表明:熔覆层以细小等轴晶为主...     

回火温度对Ti28Co14Ni37.12Zr20.88高熵合金显微组织和力学性能的影响

对铸态Ti₂₈Co₁₄Ni_37.12Zr_20.88高熵合金在不同温度(673,723 K)下进行回火热处理,研究了回火温度对高熵合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态、673 K回火态、723 K回火态合金的显微组织均由体心立方结构TiNi基体相和少量面心立方结构Ti₂Ni第二相组成;随着回火温度升高,TiNi相晶粒和Ti₂Ni相颗粒得到细化;铸态合金经过回火热处理后,其弹性极限和屈服强度增大;673 K回火态合金的抗压强度低于铸态合金,但回火温度升高至723 K后,抗压强度提升,高于铸态合金;铸态高熵合金的断裂机制以解理断裂为主,沿晶断裂和韧性断裂为辅;673 K和723 K回火态高熵合金的断裂机制以解理断裂为主,沿晶断裂为辅。     

钛合金表面激光熔覆TiC复合涂层显微组织的研究

采用HL-5000型横流CO2激光加工机,在TC4钛合金表面制备了表面较平整、较细密、基本消除了裂纹与孔隙并与基体呈冶金结合的TiC复合涂层。通过SEM、EDAX、XRD、HXD分析了熔覆层的显微组织、成分、物相．测试了激光熔覆层的显微硬度。结果表明,激光熔覆制备的TiC复合涂层与基体呈冶金结合,涂层中有大量小块状、针状TiC颗粒和TiC树枝晶。激光熔覆层由TiC、γ—Ni、TiB2、CrB、Ni3B等相组成。熔覆层的显微硬度平均值约为950HV0.1。     

激光能量密度对CrFeCoNiNb熔覆层组织演变和性能影响的试验研究

采用预置粉末法在42CrMo基体表面制备CrFeCoNiNb高熵合金激光熔覆层,探索激光能量密度对CrFeCoNiNb熔覆层组织和性能的影响规律。对于预置粉末激光熔覆工艺,激光功率、扫描速度、光斑直径作为工艺参数三要素,不是独立影响熔覆层质量与性能,且激光功率对熔覆层质量与性能的影响最大。通过改变激光功率进而改变作用于熔覆层的激光能量密度,研究激光能量密度对CrFeCoNiNb高熵合金熔覆层硬度、耐磨性和耐腐蚀性的影响规律。试验结果表明：熔覆层主相为面心立方结构相(FCC相)和密排六方结构相(Laves相)。随着激光能量密度的增加,其衍射峰面积先减少后增加,熔覆层晶粒先细化后粗化,转折点处的激光能量密度都为116.7 J/mm²。而且,此时熔覆层物相分布更均匀,磨损形貌主要为光滑的犁沟,相应的减摩效果好,磨损率有所降低。主相含量的改变和晶粒尺寸的改变分别是影响熔覆层平均显微硬度和耐腐蚀性的主要因素。Laves硬质相的增加有利于熔覆层硬度的提高,细化的晶粒可以形成致密的钝化膜,有利于提高熔覆层耐腐蚀性。     

陶瓷增强与热处理对Al基合金熔覆层的影响

为了提高Al-Mg-Sc-Zr合金熔覆层的力学性能,采用添加陶瓷颗粒与热处理的方法增强7075铝合金表面的Al-Mg-Sc-Zr合金熔覆层。利用XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机及拉伸试验机,探究对其物相组成与相关力学性能的变化。结果表明：随着TiC含量由3%提高至5%,TiC的存在形式由金属间化合物Al_0.64Ti_0.36向镶嵌在熔覆层中的微米级陶瓷颗粒转变,导致耐磨性能不断改善,而由于Al_0.64Ti_0.36相的产生,Al基合金熔覆层内部特有的组织形态发生改变,平均显微硬度因此下降至99.8HV_0.1,当陶瓷颗粒含量进一步增加后,熔覆层内部未熔陶瓷颗粒的出现又有助于熔覆层内部显微硬度的提升。随着热处理温度及时间的增加,熔覆层内部大量纳米级Al₃Sc颗粒的二次析出使熔覆层的力学性能得到显著改善,当热处理条件为330℃保温4 h时,出现最高显微硬度141.2HV_0.1,而在330℃保温1 h的条件下,抗拉强度最高为299 MPa,较沉...     

35CrMo钢表面铁基激光熔覆层的组织和耐磨性能

采用CO2激光熔覆装置将LC3530铁基粉熔覆在35CrMo钢基体表面,研究了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能,并与基体的进行对比。结果表明:基体组织为回火索氏体,晶粒尺寸在20μm左右,而熔覆层的组织为均匀细小的等轴晶,晶粒尺寸大多在8μm;基体的平均硬度为254.1HV,而熔覆层的平均硬度为640.5HV,且硬度分布更加均匀;在相同试验条件下,熔覆层试样的磨损量仅为基体试样的1/7,磨损系数是基体试样的1/5,且磨损后熔覆层试样的表面粗糙度较磨损前的大幅下降,表明激光熔覆后35CrMo钢的耐磨性能得到显著提高;基体试样的磨损机制为犁削磨损,而熔覆层试样的磨损机制为微观切削,其优异的耐磨性能与含有铁、铬、钼和碳等元素的高硬度合金碳化物的形成有关。     

激光重熔对镍基碳化钨涂层性能的影响

为了进一步提高自熔性镍基碳化钨涂层综合性能,利用IPG光纤激光器YLR-3000激光加工系统进行重熔实验,激光重熔工艺参数为:离焦量3mm、扫描速度2mm/s、送粉电压8V和激光功率1200W,使用洛氏硬度计、蔡司高级金相显微镜和显微硬度计分析激光重熔后熔覆层硬度及组织的影响。结果表明:通过激光重熔后,熔覆层组织致密均匀,熔覆层中上部分组织晶粒细小,晶粒得到了细化,沿熔覆层与基体交界处晶粒向外延生且呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固;熔覆层硬度得到提高,显微硬度分布均匀并且与基体相比提高约3倍。激光重熔可以改善镍基碳化钨涂层的微观形貌,提高其机械性能。优化工艺参数:激光功率1300W、重熔功率1200W、扫描速度2mm/s、送粉电压8V。     

矿用滑靴40CrNi2Si2MoVA激光熔覆涂层的性能研究*

为了提升平滑靴的使用寿命,采用长边单向、短边单向、长边双向和短边双向4种扫描方式在平滑靴基体上制备40CrNi2Si2MoVA涂层,研究其宏观形貌、微观组织、硬度、耐磨性,并通过现场上机实验对不同涂层的平滑靴综合使用寿命进行评估。结果表明：4种扫描方法制备的熔覆层与基体均有良好的冶金结合,表面无比较明显的气孔以及裂纹;熔覆层微观组织主要由胞状晶、树枝晶、柱状晶、等轴晶组成;采用长边单向扫描时,熔覆层的晶粒更加致密,质量最好,采用单向扫描时熔覆层的显微硬度高于双向扫描时的显微硬度,采用短边单向扫描时熔覆层耐磨性有着很明显的优势。上机实验表明,40CrNi2Si2MoVA涂层对平滑靴的使用寿命有着很大的提升。