激光熔敷Ti5Si3/(NiTi2+β+Ti5Si3) 复合涂层组织与耐磨性

为了提高钛合金的干滑动磨损耐磨性能，以Ti-Si-Ni混合合金粉末为原料对BT9钛合金进行激光熔敷处理，制备出以金属间化合物Ti5si3为耐磨增强相的快速大“原位”耐磨复合涂层，利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的成分及显微组织结构，在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性。结果表明：涂层中Ti5Si3初生相均匀分布于NiTi2-β－Ti5Si3共晶基体上，整个涂层组织均匀、致密、无气孔、无裂纹；涂层与钛合金基材形成了良好的冶金结合，涂层具有很高的硬度，在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能。     

Ni-Ti系金属间化合物的电子结构与结合能计算

基于固体与分子经验电子理论(EET),计算了Ni-Ti合金系金属间化合物的价电子结构与理论结合能.计算结果表明,NiTi、NiTi2与Ni3Ti中,分占不同晶位的Ni、Ti原子对应不同的杂阶.构成Ni-Ti系金属间化合物化学键的成分非常复杂,既有占主导作用的共价成分,也有金属和离子成分.NiTi、NiTi2与Ni3Ti的理论结合能分别为-458.83kJ/mol、-447.10kJ/mol与-437.37kJ/mol,理论值与实验值在一级近似下相吻合.3种化合物中,NiTi的结合能数值最大,可预见其结构稳定性最强.     

碳化钛/钛镍金属间化合物复合涂层相组织研究

利用钛粉、镍粉和胶体石墨,真空条件下通过反应钎涂技术在低碳钢基体上制备了与基体冶金结合的碳化钛/钛镍金属间化合物复合涂层。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及硬度计,研究了涂层的相组成、组织结构和成分分布。涂层组织由NiTi2、NiTi、TiC和hcp Ti组成,而涂层界面由NiTi和少量的hcp Ti构成,并且TiC主要分布在涂层中层。涂层中的NiTi2、NiTi、TiC是在钎涂过程中原位反应合成的,而且TiC和NiTi的量随碳含量的增加而增加。涂层表面硬度达到85HR15N,但不随TiC和NiTi含量增加而增高。     

利用金属间化合物增强陶瓷钎焊接头 --接头组织与界面反应

为了提高Si3N4陶瓷连接接头高温性能及减小接头因热膨胀系数不匹配而产生的应力,采用Ag-Cu-Ti钎料和NiTi复合中间层进行半固态连接.接头组织观察表明,钎缝主要由NiTi(Cu)金属间化合物和Ag-Cu基体组成.研究表明,Ni与Ti的加入量对于钎缝中金属间化合物的形态及钎缝与母材界面反应层的形成具有十分重要的影响.     

Mo2Ni3Si/NiSi复合材料涂层的滑动磨损行为

以Mo-Ni-Si合金粉末为原料，使用激光熔敷技术在1Crl8Ni9Ti不锈钢基材表面制备出Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层．应用OM，SEM，EDS和XRD方法分析了涂层的显微组织．Mo2Ni3Si／NiSi复合材料涂层由初生的Mo2Ni3Si三元金属硅化物树枝晶和枝晶间的Mo2Ni3Si／NiSi共晶组织组成．在常温和高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性能．在常温滑动磨损条件下，Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层的质量损失随着载荷的增加缓慢增加；在高温滑动磨损条件下，Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层的质量损失随着温度的升高缓慢下降．     

金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti制备技术及其研究进展

新型金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti具有高强度、高模量、高刚度、低密度以及高的断裂韧性等优异性能,在航空航天、武器装备及地面军用车辆的装甲防护系统等方面有着广阔的应用前景.迄今为止,针对金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti的制备,人们发展了冷轧、热轧、脉冲电流热压、真空烧结、无真空烧结和爆炸焊接等制备技术.概述了国内外对新型轻质高性能金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti的研究现状,着重阐述了金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti制备技术的工艺原理及其特点,为Ti/Al3Ti的发展和应用提供基础.最后从不同研究方向展望了金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti未来的主要研究趋势.     

SOLID STATE AMORPHIZATION REACTION IN COLD-ROLLED Ni/Ti MULTILAYERS ——Ⅱ.A CONSTANT-HEATING-RATE ANNEALING TREATMENT

通过重复冷轧Ni/Ti 包覆粉末制备出Ni/Ti 多层。使用XRD,SEM,TEM,DSC 和磁性分析方法研究了该多层由恒速升温退火导致的固态非晶化反应。恒速升温退火时多层中首先形成非晶相,当非晶相层厚超过一临界值后,元素间将通过互扩散形成金属间化合物Ni_3Ti 和NiTi,最后已形成的非晶相晶化成金属间化合物Ni_3Ti 和Ti_2Ni。首次利用扩散控制的层长大机制和瞬时形核模型,计算了恒速升温退火处理时多层中非晶层长大厚度和金属间化合物的形成温度。     

冷轧 Ni/Ti 多层中的固态非晶化反应——Ⅱ.恒速升温退火处理(英文)

通过重复冷轧 Ni/Ti 包覆粉末制备出 Ni/Ti 多层。使用 XRD,SEM,TEM,DSC 和磁性分析方法研究了该多层由恒速升温退火导致的固态非晶化反应。恒速升温退火时多层中首先形成非晶相,当非晶相层厚超过一临界值后,元素间将通过互扩散形成金属间化合物 Ni_3Ti 和 NiTi,最后已形成的非晶相晶化成金属间化合物 Ni_3Ti 和 Ti_2Ni。首次利用扩散控制的层长大机制和瞬时形核模型,计算了恒速升温退火处理时多层中非晶层长大厚度和金属间化合物的形成温度。     

低压冷喷涂热处理复合处理制备Ni2Al3金属间化合物涂层及其滑动磨损特性研究

为制备出以Ni₂Al₃为主相的金属间化合物涂层，将Ni粉、Al粉和Al₂O₃粉按质量比20∶6∶5混合均匀，利用低压冷喷涂方法将混合粉体喷涂到45钢基体表面，制备Ni-Al预涂层，再将预涂层在520℃氩气环境下保温12 h,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对涂层组织和物相进行了分析与表征，测试了涂层的结合力和滑动摩擦磨损特性。结果表明：预涂层经热处理转变为Ni₂Al₃金属间化合物涂层后，表现出良好的减摩、耐磨性能。涂层中Ni和Al固相转变为金属间化合物的驱动力是热处理提供的热能和粉体强烈塑性变形后的形变能的共同作用。     

WC含量对Ni3Al-WC复合材料组织的影响

以WC，NiAl,NiB和Ni粉等球磨混合粉末烧结制备Ni3Al-WC复合材料焊条，用氩弧焊堆焊在1Cr25Ni20Si2耐热钢的表面形成Ni3Al-WC复合材料。当WC的含量从5%提高到30%时，在焊接过程中，由于熔池中溶解碳含量的增加，保护能力不断增强，溶池中的Al由部分氧化至完全不氧化，冷却后复合材料的组织也从碳化物包裹的氧化物/金属间化合物转变成碳化物/金属间化合物，获得无裂纹的焊接表面。     

激光熔敷Cr3Si/Cr2Ni3Si复合材料涂层组织与耐磨性研究

以Cr-Si-Ni合金粉末为原料、利用激光熔敷技术在A3低碳钢表面上制得了以金属硅化物Cr₃Si为增强相,以Cr₂Ni₃Si复杂金属硅化物为基体的快速凝固Cr₃Si/Cr₂Ni₃Si复合材料冶金涂层,分析了该涂层的显微组织,并分别在干滑动磨损及二体磨料磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能。研究结果表明,由于激光熔敷Cr₃Si/Cr₂Ni₃Si快速凝固复合材料涂层组织细小、均匀,在滑动磨损过程中不易与对偶件粘着、在磨料磨损过程中具有很高的抗切削抗剥落能力,因而在干滑动磨损及二体磨料磨损条件下涂层均具有优良的耐磨性能。     

Co800基激光熔覆/重熔增强多物相复合层组织及耐磨性能

目的 增强钛合金表面耐磨损性能。方法 采用激光熔覆与激光重熔技术在TC4钛合金表面制备Co800–Si₃N₄–YPSZ(Y₂O₃部分稳定ZrO₂)与Co800–Si₃N₄–YPSZ–MGOSs(单层氧化石墨烯薄片)复合层,并对熔覆层及重熔层微观组织结构、元素分布及耐磨损性能进行分析。结果 细晶强化作用改善了Co800–Si₃N₄–YPSZ–MGOSs熔覆层的耐磨性。激光重熔后,在熔池快速冷却过程中产生了非晶–纳米晶相,促进了多物相重熔层形成。MGOSs受热分解释放了C,在熔池中原位生成了Ti(CN)。结论 含有Ti₅Si₃、TiN及TiC等多种硬质增强相的Co800–Si₃N₄–YPSZ–MGOSs熔覆层的摩擦因数较TC4的摩擦因数降低,其磨损体积约为TC4磨损体积的1/7。     

A novel load-insensitive Co3Mo2Si reinforced in-situ metal-matrix composite coating for wear resistance application

A novel Co₃Mo₂Si/Co_ss in-situ metal-matrix composite coating consisting of hard and strong intermetallic Co₃Mo₂Si and ductile Co solid solution was fabricated by a laser cladding process. The microstructure of the coating was characterized and the wear property was evaluated under dry sliding wear test conditions. Results indicated that the coating displayed very excellent wear resistance, and was extremely insensitive to the load.     

钛表面激光熔覆原位制备Ti5Si3涂层结构及摩擦学性能

利用激光熔覆技术在钛表面预置硅粉原位制备了Ti5Si3涂层.用XRD、SEM和TEM分析了涂层的组成和组织结构.在UMT摩擦磨损试验机上对Ti5Si3涂层在不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损性能进行了测试.实验结果表明:涂层的物相主要是Ti5Si3相和基材Ti相,涂层的显微结构为球状和块状晶,Ti5Si3涂层具有较高的显微硬度,涂层截面的平均显微硬度约为840 HV0.2,是钛基材的4.4倍;Ti5Si3涂层可显著提高钛基材的耐磨性能;Ti5Si3涂层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损.     

Ti811合金表面激光熔覆Ti2Ni+TiC+Al2O3+CrxSy复合涂层的组织和性能

以TC4+Ni45+Al₂O₃+MoS₂+Y₂O₃混合粉末为熔覆材料,采用同轴送粉技术在Ti811合金表面进行激光熔覆制备复合涂层,使用SEM、EDS和XRD等手段分析了涂层的微观组织,测试了涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,在激光熔覆过程中Ti811合金中的Ni和C分别与Ti发生反应,原位生成金属间化合物Ti₂Ni和硬质增强相TiC;MoS₂分解后S与Cr发生硫化反应生成了软质润滑相Cr_xS_y。网状形态的Ti₂Ni、近球状和枝晶形态的TiC以及点状的Al₂O₃,均匀分布在熔覆层中。硬质相强化和软质相润滑的共同作用,使激光熔覆层具有较高的显微硬度和较优良的耐磨性能。激光功率为900 W的熔覆层其平均显微硬度值达1303.5HV_0.5,其耐磨性能最佳。     

Fabrication of Co-Based Coatings on Titanium Alloy by Laser Cladding with CeO2 Addition

In this study, Co-based laser cladding coatings reinforced by multiple phases were fabricated on titanium alloy. Co42 Co-based self-fluxing alloy, B₄C, and CeO₂ mixed powders were used as the precursor materials. The coatings were mainly composed of γ-Co/Ni, CoTi₂, CoTi, NiTi, TiC, Cr₇C₃, TiB₂, and TiB phases. A typical TiB₂/Cr₇C₃/TiC composite structure was chosen. It was found that CeO₂ did not influence the phase types of the coating significantly, but was effective in refining the microstructure and enhancing the microhardness and dry sliding wear resistance. Compared with the Ti-6Al-4V titanium alloy, the microhardness and wear resistance of the composite coatings were enhanced by 3.44–4.21 times and 14.26–16.87 times, respectively.     

Laser surface coating of Mo–WC metal matrix composite on Ti6Al4V alloy

Laser surface alloying of Mo, WC and Mo–WC powders on the surface of Ti6Al4V alloys using a 2 kW Nd-YAG laser was performed. The dilution effect upon the microstructure, microhardness and wear resistance of the surface metal matrix composite (MMC) coating was investigated. With a constant thickness of pre-placed powder, the dilution levels of the alloyed layers were found to increase with the incident laser power. The fabricated surface MMC layer was metallurgically bonded to the Ti6Al4V substrate. The microhardness of the fabricated surface layer was found to be inversely proportional to the dilution level. The EDAX and XRD spectra results show that new intermetallic compounds and alloy phases were formed in the MMC layer. With the existence of Mo content in the pre-placed powder, the β-phase of Ti in the MMC coating can be retained at the quenching process. With increasing weight percentage content of WC particles in the Mo–WC pre-pasted powder, the microhardness and sliding wear resistance of the laser surface coating were increased by 87% and 150 times, respectively, as compared with the Ti6Al4V alloy. The surface friction of the laser-fabricated MMC coatings was also decreased as compared with the worn Ti6Al4V substrate.     

激光熔覆-活化屏等离子体复合处理层耐磨性能研究

为了研究激光熔覆层性能对活化屏等离子体氮化处理层耐磨性能的影响,采用两种铁基合金粉末(Fe90和Fe314)在45钢基体表面进行激光熔覆,然后进行等离子体氮化复合处理,测试涂层干摩擦条件下的磨损性能。研究结果表明:复合处理后,Fe90激光熔覆层的硬度由750HV提高到1350HV,Fe314激光熔覆层的硬度由540HV提高到927HV;在相同载荷(30N)下,Fe90复合处理层的耐磨性提高到1.2倍,而Fe314复合处理的耐磨性降低为原来的42%;复合处理耐磨性能提高的关键在于激光熔覆层与氮化层的合理搭配,熔覆层能够提供足够的支撑。     

Ti6Al4V合金激光原位制备TiN枝晶增强梯度复合表面层

利用连续波2kW Nd-YAG激光在Ti6Al4V合金表面原位制备TiN枝晶增强梯度金属基复合材料表面层，并研究了该表面层的显微组织和磨损性能。结果表明：该表面层沿激光熔化深度具有明显的梯度结构，表面层与Ti6Al4V基体之间呈现良好的冶金结合，Ti6Al4V的表面硬度及耐磨性得到了显著增强．