激光熔覆TiC增强FeAl金属间化合物基复合材料涂层磨损性研究

利用激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制得了以TiC为增强相、以FeAl 金属间化合物为基体的耐磨复合材料涂层，研究了激光熔覆。FiC／FeAl复合材料涂层在干滑动磨损条件下的耐磨性能及磨损机制。结果表明：随着载荷和滑动速率的增加，TiC／FeAl金属间化合物基复合材料涂层的磨损速率增加，其磨损机制随着载荷的增加逐渐由磨料磨损向粘着磨损转变；激光熔覆层中TiC体积分数的增加，一方面提高了涂层的磨料磨损抗力，另一方面降低了熔覆层表面与对磨材料之间的粘着倾向，提高了TiC／FeAl涂层的滑动磨损性能。激光熔覆TiC/FeAl金属间化合物基复合材料涂层具有优异的耐磨性能并随TiC体积分数的增加而提高。     

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。     

TC4钛合金表面激光熔覆法制备Y_2O_3颗粒增强Ni/TiC复合涂层

采用激光熔覆法在TC4钛合金表面原位制备Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层,研究涂层的相组成、微结构、成分分布及性能。结果表明,复合涂层内的微结构和成分在深度方向具有分层现象,这主要是由激光熔覆过程的快速熔凝和冷却过程所致。在激光熔覆过程中,TiC粉末完全熔化并在凝固过程中析出为细小枝晶,这些TiC枝晶的尺寸随着深度的增加而减小,而Y2O3颗粒则分布在整个重熔层中。Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层具有较均匀的硬度,其最高值约为HV1380,比基体高4倍以上。由于复合涂层具有高的硬度,钛合金经过激光熔覆后其耐磨性得到大幅度提高。     

TiC／Ti合金中共晶TiC形态的形成机制研究

自生颗粒增强钛基复合材料中的TiC增强相，可分为初生TiC和共晶TiC，它们的形态、尺寸及形成机制均不尽相同。利用SEM、XRD、EDX等手段研究了钛合金中共晶TiC的形态及形成机制。合金中含碳量不同时，可能形成规则共晶或离异共晶。成分处于共晶点附近的合金，由于两相共生生长，β—Ti抑制了TiC的分枝，使TiC呈棒状或颗粒状，形成规则共晶。含碳量远低于共晶成分时易形成离异共晶，共晶反应发生在初生β—Ti枝晶的间隙中，多数共晶β—Ti依附于初生β—Ti生长，TiC与熔体接触增多，易分枝，而大量初生β—Ti的存在使TiC分枝受空间限制，只能在二维方向上分枝，从而促使羽毛状TiC的形成。Mo、Sn等合金元素的加入可使共晶TiC形态成为球团状。     

AA6063铝合金表面激光熔覆TiC/Al_3 Ti复合材料涂层

将Al、Ti和TiC 粉末预涂在AA6063铝合金表面,采用激光熔覆法制备了TiC/Al_3Ti复合材料涂层,分析了激光熔覆层的显微组织和硬度分布.结果表明,采用合适的激光工艺可获得无裂纹和孔洞且表面平整的熔覆层.熔覆层由枝晶状Al_3Ti、枝晶间α-Al和均匀分布的TiC颗粒组成,TiC颗粒在激光辐照过程中未发生熔解,熔覆层与基材的界面结合良好.随与熔覆层表面距离的增加,Al_3Ti枝晶的尺寸变大,α-Al的含量减少.激光熔覆层的硬度可达700 HV0.2,显著改善了AA6063铝合金的表面硬度.     

TC4钛合金激光熔覆TiC+M涂层组织和耐磨性能研究

用CO2激光在TC4合金表面熔覆TiC＋髓和TiC＋NiCrBSi金属陶瓷涂层,分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层的干滑动磨损性能。结果表明,在TiC＋Ti激光熔覆层中,TiC颗粒全部溶解,熔覆层的组织是在β-Ti基体上分布着TiC树枝晶;在TiC＋NiCrBSi激光熔覆层中,TiC颗粒部分溶解,熔覆层的组织是在γ-Ni树枝晶和卜Ni＋M23（CB）6共晶的基体上分布着细小的TiC颗粒和TiC树枝晶。TiC＋骶激光熔覆层的显微硬度在500～700HV之间,质量磨损率约为TC4合金的1／3;TiC＋NiCrBSi激光熔覆层的显微硬度在900～1100HV之间,质量磨损率约为TC4合金的1／10。     

氩弧熔覆 TiC 颗粒增强 Fe 基涂层组织性能研究

目的研究氩弧熔覆条件下TiC颗粒增强Fe基涂层的组织和性能。方法在Fe45自熔性合金粉末中添加TiC颗粒,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出含TiC颗粒增强的Fe基合金复合涂层,并对熔覆层的显微组织结构、硬度分布及耐磨性能进行分析研究。结果复合涂层是由(Fe,Ni)形成的枝晶和枝晶间的(Fe,Cr)23(C,B)6,Fe3(C,B)共晶组织以及TiC增强颗粒组成,TiC颗粒细小弥散分布在基体金属内,部分TiC颗粒聚集生长为棒状、十字状和放射状。结论熔覆层的显微硬度最高可达980HV,较Q235钢提高了4倍,耐磨性提高了约11倍。     

TiAl合金激光表面合金层中TiC凝固生长形态及机制

利用碳对TiAl金属间化合物合金进行激光表面合金化 ,制得了以TiC (MC碳化物 )为增强相的复合材料涂层 ,研究了MC碳化物的凝固生长形态及生长机制。结果表明 :在激光扫描速度为 6 .0mm/s的凝固条件下 ,MC碳化物呈现微观上具有“小片链状”生长特征的树枝状生长形态 ;当激光扫描速度增加至 16 .4mm/s时 ,其生长形态又转化为具有“三维网络”生长特征的发达树枝晶 ;TiC与Al3 Ti共晶的动力学生长过程及MC碳化物所固有的侧向生长机制是影响MC碳化物凝固生长形态选择的重要因素     

原位自生TiCp／Ni60A复合涂层组织结构及长大特性

以Ni60A、钛粉和石墨粉为原料，采用高频感应熔覆技术，在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电境、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织结构、TiC颗粒的生长方式和性能进行了分析。结果表明：TiC是由钛粉和石墨粉原位反应生成的，原位形成的TiC颗粒细小，分布均匀，平均尺寸为0．5～1μm。熔覆层与基体呈冶金结合，涂层无裂纹、无气孔等缺陷。熔覆层组织由TiC颗粒、γ—Ni奥氏体枝晶和枝晶间M23C6共晶组织组成。熔覆层中TiC颗粒的形状有2种，一种是规则形状的八面体，另一种是由微小的八面体TiC堆积而成的花瓣状。TiC颗粒的长大是由微小的八面体TiC颗粒堆积而成，以对角连接方式长大速度最快。涂层的维氏硬度可达9800MPa～10000MPa。     

TiC/Ti-6Al复合材料中TiC的微观形态及其形成机制

利用SEM对铸态TiC/Ti6Al复合材料的微观组织进行了研究.结果表明:TiC微观形态主要为初生树枝晶形态、共晶短棒状或颗粒状.根据晶体生长理论对TiC的结晶过程及生长机制进行分析.     

Morphological evolution of primary TiC carbide in laser clad TiC reinforced FeAl intermetallic composite coating

1　INTRODUCTIONIronaluminumbasedonFeAlintermetallicalloywasexpectedtobeanimportantandpotentialhightemperaturematerial,becauseitsgoodresistancetooxidationandcorrosion ,lowdensityandhightem peraturemelting point[12 ] .However ,theintrinsicpropertiesofFeAlintermetallicalloy ,suchaslowductilityandlowfracturestrength ,limiteditsindus trialapplications .Howtoimprovemechanicalproper tiesofFeAlintermetallicalloyandexpanditsindus trialapplicationrealmwasanimportantresearchas pectformaterialworke…     

Microstructure and wear properties of TiC/FeCrBSi surface composite coating prepared by laser cladding

Titanium carbide particles reinforced Fe-based surface composite coatings were fabricated by laser cladding using a 5 kW CO₂ laser. The microstructure, phase structure and wear properties were investigated by means of scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffraction, as well as dry sliding wear test. The results showed that TiC carbides were formed via in situ reaction between ferrotitanium and graphite in the molten pool during the laser-clad process. The morphology of TiC is mainly cubic and dendritic form; and the TiC carbides were distributed uniformly in the composite coating. The TiC/matrix interface was found to be free from cracks and deleterious phases. The coatings reinforced by TiC particles revealed higher wear resistance and lower friction coefficient than that of the substrate and FeCrBSi laser-clad coating.     

等离子熔覆TiC/Fe-Cr金属陶瓷复合涂层

以钛铁粉、高碳铬铁粉、硼铁粉、硅铁粉等为原料,利用等离子熔覆技术在Q235钢表面原位反应合成了与基材冶金结合Ti/Fe-Cr金属陶瓷复合涂层.利用SEM,XRD和EDS等分析了涂层的显微组织,并在室温于滑动磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能.结果表明,涂层组织由TiC相、初生相Cr7C3、共晶(Cr,Fe)7C3和奥氏体...     

Effect of Dispersed TiC Content on the Microstructure and Thermal Expansion Behavior of Shrouded-Plasma-Sprayed FeAl/TiC Composite Coatings

FeAl intermetallic matrix composites reinforced by ceramic particles such as titanium carbide have attracted much attention in recent years. In this study, shrouded plasma spraying with nitrogen as a protective gas was employed to deposit FeAl/TiC composite coatings. Fe-35Al powder and Fe-35Al/TiC composite powders containing 35 and 45?vol.% TiC prepared by mechanical alloying were used as feedstock powders. The microstructures of the ball-milled powders and the as-sprayed coatings were characterized by scanning electron microscopy and x-ray diffraction. The mean coefficients of thermal expansion (CTEs) of FeAl and FeAl/TiC were measured. The results showed that dense FeAl and FeAl/TiC coatings with low oxide inclusions were deposited by shrouded plasma spraying. The mean CTEs measured in the present study were reasonably consistent with those calculated based on the formula. As a result, the mean CTE of FeAl-based composite coating can be properly controlled by adjusting TiC content in the composite coating to match with those of different substrate materials.     

SHS合成TiC粉对铁基涂层显微组织和硬度的影响

以钛粉、石墨粉为原料通过自蔓延高温(SHS)合成TiC,通过破碎、筛分制得不同粒度的TiC.以此TiC为硬质相、以铁基合金粉为粘结相通过真空熔覆方法,制得TiC/Fe基耐磨涂层.研究了TiC不同含量、粒度对涂层的微观组织、硬度的影响,并与添加传统微米级TiC的涂层进行了比较.结果表明:当TiC粒度一定时,随着TiC含量...     

合金元素对电弧熔炼TiC/Ti-6Al-4V复合材料中TiC生长形态的影响

采用非自耗电弧熔炼制备含不同微合金元素的10vol%TiC/Ti-6Al-4V复合材料,研究不同的微量合金元素对复合材料中TiC形态的影响。结果表明,原始铸态复合材料中TiC形态主要是粗大且发达的枝晶状。而基体中加入0.3%(质量分数, 下同)的Sn元素后,TiC生长被抑制,TiC形态变为细小分散的颗粒状;0.3%的Ni被加入后,增大了TiC的结晶区间,使TiC枝晶生长变得更加发达;而0.3%的Nb元素的加入,则减小了TiC的结晶区间,从而减少了初晶TiC数量,促进了共晶TiC的形成     

TiC增强钛基复合材料激光熔覆层显微组织及形成机理

在Ti-6A1-4V（质量分数，下同）合金表面进行了Ti＋TiC激光熔覆试验研究。利用SEM对熔覆层的显微组织进行了分析，提出了一个激光熔覆层显微组织演化过程模型，对显微组织的形貌特征和形成机理进行了解释。从复合材料的制备过程、质量、工艺性、制造成本和增强效果等多个方面，对激光熔覆Ti＋TiC复合粉末制备钛基复合材料的方法进行了分析。结果表明：采用激光熔覆Ti＋TiC复合粉末制备TiC／Ti复合材料是一种可行的方法。     

反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层组织及形成机理

以TiFe粉和碳的前驱体（石油沥青）为原料通过前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-C系反应喷涂复合粉末,并用普通火焰喷涂技术制备了TiC/Fe陶瓷金属复合涂层.观测了喷涂粉末、淬熄实验获取的飞行粒子以及涂层的形态、相和组织结构.结果表明：前驱体碳化复合Ti-Fe-C系喷涂粉末有非常紧密的结构;可有效的解决反应喷涂过程中原料粉末分离的问题.在反应火焰喷涂过程中,每一个喷涂粉末颗粒构成独立的微小反应单元,原料之间反应充分.在整个喷涂过程中喷涂粉末经历了熔化扩散、物相形成、碰撞后快速凝固三个阶段.所得涂层由TiC和Ti2O3共生聚集片层和细小TiC颗粒弥散分布于金属基体所形成的内晶型复合强化片层交替叠加而成.