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.     

送粉式激光熔覆工艺参数对熔覆层组织性能的影响

通过改变送粉激光熔覆过程中的扫描速度,送粉速度,基体预热温度等工艺参数,获得了意境熔熔覆层。探讨了工艺参数对熔覆层组织、性能的影响规律,提出了“用熔覆层横断面熔合 面联合会 近的硬度分析曲线上的拐点连表示熔覆层稀释范围”的新方法,方便了研究熔合界面问题和控制稀释率,稀释范围及熔覆层的组织性能。     

侧向送丝光纤激光单道熔覆层组织

采用正交试验法在不锈钢表面侧向送丝单道激光熔覆,确定激光功率、扫描速度、送丝速度对熔覆层横截面几何尺寸、宽高比及稀释率影响,找出最佳工艺参数组合并进行组织分析.结果表明,当激光功率为2 000 W,扫描速度为4 mm/s,送丝速度为20 mm/s时可得到稳定良好的熔覆层;熔覆层从结合区到表层晶粒形态依次是平面晶、胞状晶、柱状树枝晶、等轴树枝晶、转向树枝晶;熔覆层组织由γ奥氏体和残余δ铁素体组成,δ铁素体主要成蠕虫状、骨架状和侧板条状分布于奥氏体枝晶间或晶界处;熔覆层显微维氏硬度平均值(195 MPa)与基材(207 MPa)相当且分布相对均匀,热影响区维氏硬度略低(178 MPa).     

送粉激光熔覆ZrO2/Ni60复合涂层组织结构与性能

采用送粉激光熔覆工艺分别制备了含1％和3％氧化锆陶瓷的强韧化镍基自熔合金涂层，考察了氧化锆含量，以及工艺参数对熔覆层组织结构与性能的关系。结果表明，氧化锆掺杂涂层的组织特征取决于熔池的流动性，由于氧化锆的密度较镍基自熔合金要小许多，因此在激光束提供的能量超过一定值之后，会出现分层的组织结构，反之可获得均匀的两相复合组织结构。最后给出了获得均匀组织结构的工艺方案。     

激光功率密度对熔覆层磨损性能的影响

采用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了Co基熔覆层。利用体式显微镜和显微硬度计,对熔覆层分别进行了宏观形貌观察和显微硬度测试。根据熔覆后零件的实际工作状况,有针对性地采取了滑动+滚动的摩擦方式对熔覆件进行干摩擦试验。结果表明,随着激光功率的增加,熔覆层参数(熔高、熔深、熔宽)逐渐增加;显微硬度则出现先升高而后降低的趋势;其磨损机理依次呈现氧化磨损-磨粒磨损-粘着磨损-疲劳磨损。研究发现提高零件硬度不等于提高了耐磨性。     

送粉激光熔覆工艺参数与熔覆层参数间的关系

从理论上推导出熔覆层参数与激光熔覆工艺参数间的关系式。论述了关于激光热有效利用率β、稀释率η的实验检测方法并在结定激光功率Ｐ、扫描速度Ｖ、光斑直径ｄ下,通过调整送粉率Ｖｆ获得不同厚度的熔覆层,实际检测与计算理论值进行比较,得吻合得到很好。为分析问题方便,提出了能够反映熔覆层界面真实状况的真实稀释率η的概念。     

激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响

在45钢表面进行激光熔覆WC-12Co合金涂层的试验,利用SEM对熔覆层的微观组织进行了分析,测试了熔覆层的显微硬度.结果表明,激光工艺参数对熔覆层的组织和硬度有很大影响,随能量密度的增加,熔覆层的显微硬度降低.激光功率不同,对流作用不同,激光功率较大,熔池中合金元素的分布比较均匀.     

FeCrCoWCBY2O3合金激光熔覆层的性能研究

通过对FeCrCoWCBY2O3合金粉末在低碳钢表面进行激光熔覆，获得了C、B含量较高的无裂纹熔覆层，其厚度在1．0～1．5mm之间。利用XRD、SEM等分析了熔覆层的成分及显微组织结构，并测试了涂层的硬度和耐磨性。结果显示：激光处理后表面迅速熔化和冷却，组织由马氏体、残余奥氏体枝晶和枝晶间碳化物组成；熔覆层的硬度比熔覆基体提高3倍多，且硬度最高值不在表层，而在距离表面0．3mm处；耐磨性相对基体提高接近2倍。     

Y2O3含量对激光熔覆层组织和性能的影响

利用OM、XRD和硬度计研究了Y2O3含量对熔覆层组织结构和硬度的影响.结果表明:熔覆层与基体之间实现了良好的冶金结合,当不含Y2O3时,熔覆层的基体相为α-Fe,其上分布着一些非晶相、金属间化合物,如Fe2B、Fe,C、FeSi等,组织粗大,平均硬度为660 HV0.2;当添加Y2O3后熔覆层中生成了少量的尖晶石类矿物质如FeFe2O4,晶粒明显细化.当w(Y2O3)=1.0%时,平均硬度为703 HV0.2,当加w(Y2O3)=2.0%时,平均硬度为768 HV0.2,当w(Y2O3)=3.0%时,平均硬度为743 HV0.2.     

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...     

激光熔覆铁基复合涂层组织与性能影响

目的 在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法 采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）,研究了涂层的微观结构。通过维氏显微硬度计和M-2000磨损试验机,研究了涂层的力学性能。结果 获得的涂层致密,没有裂纹和气孔等缺陷,涂层内部WC清晰可见。连接层与基材具有良好的冶金结合,涂层组织主要有等轴组织、柱状组织和共晶组织。耐磨层物相组成为奥氏体（γ-Fe）、γ(Fe,Ni)固溶体和Fe-Ni-Cr固溶体。涂层表面的显微硬度最高为559HV1,比基材硬度（182HV1）提升了3倍多。随着WC含量的增加,涂层的磨损量显著下降。结论 基材与连接层有沿基体表面生长的平面晶,涂层内部为柱状晶、树枝晶和共晶等组织,涂层顶部多为细小的等轴晶。加入WC,涂层的显微硬度提高不明显,但WC周围的组织细化,显微硬度提高。无WC的涂层磨损机理主要为粘着磨损;3%WC的涂层磨损较轻,磨损仍以粘着磨损为主;5%WC的耐磨层磨损最轻,磨损机理为磨粒磨损,WC的加入明显提高了涂层的耐磨性。     

超声振动对激光熔覆涂层组织与性能的影响

目的改善传统激光熔覆涂层中常出现的气孔和裂纹等缺陷,提高涂层整体质量和使用性能。方法首先利用粘接剂将镍包WC合金粉末预置于Q235基体材料上,采用正交试验得到的最优参数(激光功率P=1600 W,光斑直径d=5 mm,扫描速度ν=4 mm/s)进行熔覆试验,整个熔覆过程使用20 kHz的超声波发生器,以空气为载体,向激光熔池中同步施加超声振动,然后分别使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪及万能摩擦磨损试验机(UMT),对涂层的显微组织、元素成分及物相、显微硬度和耐磨性能进行测量分析。结果施加超声振动后涂层的晶粒更加细小,主要由细小等轴晶和少量枝晶组成,涂层中气孔和裂纹明显减少,Cr、Ni、W、C等元素分布趋于均匀,涂层物相主要由固溶体γ-(Ni, Fe)、金属间化合物Ni3Fe、WC、Cr23C6等组成。施加超声振动后涂层平均显微硬度为937HV,与未施加超声振动的涂层相比提高了13%,摩擦系数为0.43,降低了约26%,耐磨性能提高了44%。结论利用空载式超声振动辅助激光熔覆,可使制备出的涂层质量显著改善,微观组织更加致密,硬度、耐磨性得到提升。     

42CrMo钢表面激光熔覆钴基金刚石耐磨层组织及性能

目的增强42CrMo钢的耐磨性,改善其严重的磨损失效情况。方法采用激光熔覆技术同步送粉的方式在42CrMo钢表面制备金刚石/WC颗粒增强钴基复合熔覆层,借助SEM、EDS、XRD、显微硬度仪和多功能综合性能测试仪,研究了熔覆层宏观形貌与微观组织、物相组成、显微硬度与耐磨性。结果使用Ti/TiC粉末对金刚石进行预处理可以改善其烧蚀和石墨化;适量ZrH₂提升了熔覆层宽厚比,促进了熔池对流传质作用,同时,活性元素Zr改善了金刚石颗粒的润湿性能,提高了黏结相对金刚石的把持力。熔覆层多道搭接过渡均匀,其显微组织主要由细小枝晶及致密网状碳化物共晶组成,熔覆层与基体结合区域反应生成了平面晶组织,进而提高了熔覆层结合强度。激光熔覆热特性使W₂C、ZrC、γ-(Co,Fe)、M₆W₆C、CoZr₂、(Ti,Zr)O₂、TiC_x、Co₃Ti等物相存在于熔覆层内,细晶强化及弥散强化作用使得熔覆层的平均显微硬度(1002HV0.2)是基...     

宽带激光熔覆显微组织和性能的研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱分析、显微硬度和快速磨损试验，系统分析了宽带送粉激光熔覆铁基合金的显微组织特征和碳化物的分布规律。利用熔池局部凝固特性参数如温度梯度G、界面推移速度Vg和冷却速率，并结合凝固理论对熔覆层层显微组织的不均匀性产生的原因进行了探讨。对熔覆层进行逐层剥离，金相跟踪检测，采用快速磨损的方法，逐层探索熔覆层沿溶深方向组织和性能的变化规律，为今后激光熔覆工艺的设计和熔覆层几何尺寸的选择提供了理论依据。     

稀土元素对等离子束表面冶金涂层组织和性能的影响

采用直流放电压缩电弧等离子束表面冶金技术，在Q235钢表面制备了添加La2O3和CeO2的铁基合金涂层。研究了稀土对等离子束表面冶金涂层的组织和性能的影响。结果表明，添加适量的稀土氧化物可有效改善冶金层的组织和性能，减少其中的裂纹与气孔，提高显微硬度和韧性。     

7075铝合金表面激光熔覆Ti/TiBCN复合涂层的组织及性能

采用激光熔覆技术在7075铝合金表面制备了Ti/TiBCN复合涂层,研究了工艺参数对复合涂层的微观组织及性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了Ti/TiBCN复合涂层的相组成和微观组织;利用显微维氏硬度计和往复摩擦磨损试验机研究了Ti/TiBCN涂层的性能。结果表明:当激光功率1 000 W,扫描速度3 mm/s,送粉率300 mg/min时,Ti/TiBCN复合涂层质量最好。涂层上部由树枝晶和部分胞状晶组成,涂层中部为等轴晶,涂层下部呈现球形的TiBCN颗粒。与铝合金基体相比,涂层的平均硬度为519.4 HV0.2,是基体(~120 HV0.2)的4.3倍;涂层的平均摩擦因数为0.208,约是基体(0.442)的1/2;涂层磨损损失量为2.7 mg,约是基体(8.2 mg)的1/3。     

激光熔覆修复报废锻压模具涂层组织及性能研究

采用自配的合金粉末,利用激光熔覆技术,对报废锻压模具进行了修复;利用OM、XRD、摩擦磨损机对熔覆层的组织结构及摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:熔覆层与基材实现了良好的化学冶金结合,熔覆层基体相为α-Fe,基体相上分布有结晶析出的Fe_5C_2、Fe_2B、FeSi等相,还有一定量的非晶组织.熔覆层较基材有更好的耐磨损性能.     

Q235钢等离子弧熔覆铁基合金涂层的组织分析

采用等离子弧熔覆技术,选择合适的工艺参数,在Q235钢基体上熔覆Fe-Cr-B-Si-C铁基合金耐磨涂层.采用OM、SEM、EDS等研究了熔覆层的组织,并用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度分布.结果表明:熔覆层与钢基体呈冶金结合,组织致密;熔覆层主要由马氏体和Cr23C6组成,显微硬度从表面向基体逐渐降低,呈梯度分布,近表面的最高硬度达到670HV0.2.     

Ti811合金表面激光熔覆涂层微观组织及性能研究

目的研究Ti811合金表面激光熔覆涂层的微观组织及磨损性能。方法利用激光熔覆技术,在Ti811合金表面激光熔覆原位合成了Ti C+Ti B2增强镍基复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、显微硬度计和摩擦磨损试验机,系统地研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能,并利用二维点阵错配度理论对Ti C的细化机理进行分析。结果激光熔覆涂层与基体呈良好的冶金结合,熔覆层生成物相主要由Ti C、Ti B2、Ti2Ni和γ-Ni组成,其中Ti C呈等轴枝晶状和花瓣状,Y2O3的(111)面与Ti C的(110)面之间的二维点阵错配度为6.813%,Y2O3作为Ti C的非均质形核核心为中等有效。熔覆层的平均显微硬度为913.93HV0.5,约为基体Ti811硬度的2.4倍。熔覆层摩擦系数稳定在0.45～0.52之间,磨损机理主要为粘着磨损与磨粒磨损。结论采用激光熔覆技术能够在Ti811合金表面成功制备Ni基复合增强涂层。熔覆层中Y2O3颗粒具有细晶强化、弥散强化、增加形核率的作用,熔覆层具有较高的显微硬度与良好的耐磨损性能。     

退火对激光熔覆CoCrFeNiW0.6高熵合金涂层组织与性能的影响

目的 通过对激光熔覆CoCrFeNiW0.6高熵合金涂层进行退火处理,使涂层性能得到进一步提高。方法 采用RFL–C1000光纤激光器在45钢表面制备CoCrFeNiW0.6高熵合金涂层,通过SXL–1200管式电阻炉在不同温度下(600、800、1 000 ℃)对高熵合金涂层进行退火处理,保温时间为2 h,冷却方式为随炉冷却。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等对熔覆层的微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能进行分析和测试。结果 CoCrFeNiW0.6高熵合金涂层由FCC相和μ相(Fe7W6)组成,经过不同温度退火处理后,涂层未析出新的相,μ相衍射峰强度呈先减小后增大的趋势;涂层组织经高温退火(800 ℃、1 000 ℃,2 h)后发生了明显的改变,经800 ℃/2 h退火处理后,枝晶间析出了大量μ相沉淀,经1 000 ℃/2 h退火处理后晶界开始出现断裂分解,晶粒内部和晶界部位析出了大量的富W颗粒相(μ 相)。经1 000 ℃/2 h退火处理后,熔覆层具有较高的平均显微硬度,为475.68HV0.3,相较于未经退火处理的熔覆层,其硬度提高了约45%;经600 ℃/2 h退火处理后,涂层的平均摩擦因数最低,约为0.226,磨损量最小,与未经退火处理的涂层相比,其磨损量降低了约28%。退火温度的升高并未使磨损机制发生明显改变,主要为磨粒磨损。结论 高温退火处理可以促进μ相的生成;经退火后,CoCrFeNiW0.6高熵合金涂层的硬度得到显著提高,改善了涂层的摩擦磨损性能,强化机制为固溶强化和第二相强化。