激光熔覆用钴基合金粉末的研究

对激光熔覆用WFLC－11钴基合金粉末的激光熔覆工艺和熔覆层性能进行了研究，获得了WFLC－11钴基合金粉末激光熔覆层厚度与最小比能量关系曲线和熔覆层的组织、高温硬度等性能数据，为选择和使用WFLC－11钴基合金粉末提供了依据。     

堆内构件钴基合金熔覆层组织及性能研究

目的 确保堆内构件的限位精度,防止由于磨损而造成关键间隙超差,在键与槽、销与键之间的配合面熔覆钴基合金层,以提高耐磨性。方法 分别通过激光堆焊、氩弧焊堆焊、氧乙炔堆焊等方法制备钴基合金熔覆层,研究熔覆层的显微组织结构、力学性能、耐腐性能等。结果 激光堆焊熔覆层、氩弧焊堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层的枝晶臂直径测量值分别为15.28、20.09、21.91 μm。激光堆焊熔覆层、氩弧焊堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层平均摩擦因数分别为0.183 598、0.461 085、0.625 683。激光堆焊熔覆层、氩弧焊堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层平均磨损量分别为0.54、0.90、1.43 g。结论 氩弧焊堆焊熔覆层的稀释率大于激光熔覆堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层的稀释率。EDS线扫结果表明,氩弧焊堆焊熔覆层的Fe含量随着层数的增加而阶梯性下降。在B含量为1 200 mg/kg、Li含量为3.4 mg/kg的H3BO3和LiOH混合溶液中,氩弧焊堆焊熔覆层的耐蚀性最弱,激光堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层的耐蚀性相近。激光堆焊熔覆层综合力学性能最优,氩弧焊堆焊熔覆层的次之,氧乙炔堆焊熔覆层的最差。激光堆焊熔覆层的耐磨性能最优,氩弧焊堆焊熔覆层的次之,氧乙炔堆焊熔覆层的最差。通过激光熔覆技术可以获得优质的钴基合金熔覆层,有望确保堆内构件的限位精度,防止由于磨损而造成关键间隙超差。     

激光熔覆与等离子熔覆的镍基合金熔覆层组织和性能对比

在低碳钢等廉价金属表面熔覆一层高强高韧或高耐蚀性的熔覆层可极大提高材料的使用性能及利用率,但是不同熔覆方法对熔覆层组织和性能可能会造成不同影响。利用激光熔覆和等离子熔覆技术分别在Q345基材表面熔覆镍基合金粉末,获得具有一定厚度的熔覆层。通过对2种熔覆方法获得的熔覆层进行微观组织、冲击韧性以及耐磨损性能对比分析可知,激光熔覆镍基合金的熔覆层组织细密,冲击吸收功略低于等离子熔覆试样,但稳定性优于等离子熔覆层,耐磨损性能及表面硬度明显优于等离子熔覆层。     

镍基合金激光熔覆层的热裂纹及预防措施研究

分析了铸造镍基合金表面激光熔覆层热裂纹产生的原因和特点,探讨了传热变质剂对熔覆层结晶裂纹的抑制作用.     

激光熔覆Co基合金/MoSi_2复合涂层工艺参数的优化

激光熔覆工艺参数对熔覆层的形貌及质量具有重要影响。利用激光熔覆技术,采用预置粉末法在304不锈钢表面制备高质量的Co基合金/MoSi_2复合涂层。通过对不同激光熔覆工艺参数下复合涂层宏观形貌以及微观组织的研究分析,较详细地探讨了激光熔覆功率对熔覆层熔覆质量的影响,得出激光熔覆Co基合金+20%MoSi_2复合涂层时的最佳工艺参数:功率2.2 k W,扫描速度8 mm/s,光斑直径5 mm。所得熔覆层的横截面呈组织致密的"月牙"形貌,且沿垂直于结合面的方向生长并逐渐细化。     

Ni基合金粉中添加纳米CeO_2粉体对激光熔覆层组织及高温腐蚀性能的影响

为了揭示添加纳米粉体对激光熔覆层高温防护性能的影响,将纳米CeO2粉体加入NiCoCrAlY合金粉末中,采用压片预置式激光熔覆工艺在GH4037合金表面激光熔覆制备了纳米CeO2颗粒增强Ni基合金涂层,并对熔覆层进行了显微组织观测,研究了1 000℃高温熔盐热腐蚀性能。结果表明:添加适量纳米CeO2粉体的Ni基合金激光熔覆层出现大量细小等轴晶,组织明显细化、致密;添加纳米CeO2后熔覆层在高温熔盐中腐蚀后未出现明显的隆起和剥落现象,腐蚀层的深度明显减小,对Cr2O3膜的碱性溶解有一定的抑制作用,其抗高温热腐蚀性能显著提高。     

镍基合金激光熔覆怪的热裂纹及预防措施研究

分析了铸造镍基合金表面激光熔覆层热裂纹产生的原因和特点,探讨了传热变质剂对熔覆层结晶裂纹的抑制作用。     

粘接试验方法测定激光熔覆层与基体结合强度

关于激光熔覆层与基体结合强度的检测还没有相关标准,为给激光熔覆层与基体结合强度检测标准的建立提供参考,采用粘接试验的方法,将激光熔覆层视为复材,对304不锈钢棒材和20钢棒材激光熔覆钴基合金STL粉末后的熔覆层与基体结合强度进行了检测。结果表明:该方法的试样制备和试验操作简单易行,对试验设备的要求不高,测定的激光熔覆层与基体结合强度数值的相对标准偏差在5%以内。     

316L不锈钢表面激光熔覆Co基合金层的耐冲刷腐蚀性能

为了提高316L不锈钢在冲刷腐蚀类环境中的耐腐蚀性,在其表面激光熔覆Co Ni Cr Al Y合金层。采用冲刷腐蚀试验比较了316L不锈钢及Co基合金熔覆层在含固相颗粒酸碱溶液中的耐冲刷腐蚀性能。采用X射线衍射仪分析熔覆层物相,采用金相显微镜及扫描电镜观察熔覆层腐蚀前后的形貌。结果表明:在低浓度酸碱、低含砂量及低速冲刷条件情况下,Co Ni Cr Al Y熔覆层的耐冲刷腐蚀性略高于316L不锈钢;在高浓度酸碱、高含砂量及高速冲刷条件下,Co基合金熔覆层的耐冲刷腐蚀性能明显优于316L不锈钢的;Co基合金熔覆层中析出的Cr2Ni3,Al Co和Al Ni硬质相以及Co元素本身的抗腐蚀性的综合作用使Co基合金熔覆层的耐冲刷腐蚀性能远远高于316L不锈钢的。     

Cu-Sn/Fe合金粉末激光熔覆层的组织与硬度分析

为改善Cu基合金涂层与16Mn钢基体的匹配性,提高涂层强度和硬度,采用同步送粉技术,通过工艺优选,在16Mn钢表面激光熔覆了Cu-Sn/Fe基混合合金粉末,并研究了制备的熔覆层组织、颗粒物的相结构、尺寸和弥散分布行为.结果表明,激光熔覆层为树枝晶组织和网状组织及其上分布的σ-FeCr球形颗粒相.颗粒相σ-FeCr对提高熔覆层硬度起到一定的作用.熔覆层、热影响区和基体中,熔覆层硬度最高,进入基体后,硬度值突降,故熔覆层起到表面强化的作用.     

铸铁表面激光熔敷层的抗裂性和耐磨性

采用免预热多道搭接的激光熔敷工艺，在铸铁表面制备出抗裂耐磨的激光熔敷层，研究了激光功率和扫描速度对熔敷层抗裂性的影响。适当的激光功率和扫描速度可以使铁基熔敷层的裂纹率最低．随着Ni含量的增加，熔敷层内奥氏体相体积分数增加；K可促进共晶碳化物团球化，熔敷层抗裂性增强．通过对铸铁表面激光熔敷层裂纹的萌生与扩展的动态观察，揭示了熔敷层开裂的微观机制．裂纹易在粗大渗碳体区或石墨与奥氏体的界面处萌生，奥氏体可明显抑制裂纹的扩展．Ti含量增加使熔敷层中原位自生的TiC的体积分数增大，熔敷层磨损质量损失减少，耐磨性增强．     

Microstructural characterisation and corrosion behaviour of laser cladded Al–12Si alloy onto magnesium AS41/carbon fibre composite

Abstract

The quality and properties of laser clad layers are dependent on the microstructure and properties of the interfaces with the substrate. The present paper reports, in details, on the characterisation of microstructure of the coating and interfacial layers evolved as a result of the CO₂ laser remelting of previously plasma sprayed Al–12Si alloy onto C short fibres reinforced AS41–Mg composite. Scanning electron microscopy (SEM), wavelength dispersive X-ray (WDX) analysis and X-ray diffraction (XRD) were employed to identify the phases arising in the interfacial layers. The latter are composed mainly of Mg₁₇Al₁₂ and Mg₂Si phases. XRD was conducted on the clad layers at different distances from the interface. At the same layers, the potentiodynamic polarisation in sodium chloride solution was measured and it was found that as the Mg content increases in the clad coating, the corrosion resistance decreases. However, the corrosion current of the clad coating is around two orders of magnitude lower than that of the C/Mg composite.     

铁含量对激光熔覆层微结构及性能的影响

为满足不同支承辊再制造表面硬度需求,利用激光熔覆技术,将添加不同含量纯铁粉的铁基合金粉末材料熔覆到Cr5支承辊钢表面。研究了铁含量对熔覆层微结构及性能的影响。结果表明,所有材料设计成分条件下熔覆层的截面组织差异很小,均为鱼骨状枝晶和网状晶间组织。通过改变添加铁粉的量可以控制熔覆层中枝晶含量。随着合金粉末中铁含量增多,激光熔覆层截面硬度和耐磨性显著下降。添加50%(质量分数)纯铁粉的粉末材料可以制备出硬度约为480HV、耐磨性高于传统淬火工作层的激光熔覆层,可以满足Cr5支承辊再制造需求。     

物理气相沉积在镁合金表面防护领域的研究现状

镁合金表面耐腐蚀性能、耐磨性能较差,物理气相沉积(PVD)镀膜技术是一种提高镁合金表面性能的有效方法。总结了PVD镀膜防腐蚀层和耐磨层的特性,分析了涂层耐腐蚀耐磨的机理和存在的不足。综述了镁合金表面PVD膜层的研究进展,阐述了物理气相沉积技术对镁合金的表面改性的应用现状,并对该技术在镁合金上的发展进行了概括,指出了目前PVD技术在镁合金表面防护领域的新前景,为今后PVD技术对镁合金表面防护的研究与发展提供了相关参考。     

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。     

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。     

钛合金表面三种预涂材料的激光熔覆研究

为提高钛合金的表面耐磨性能,分别以NiCrBSi、NiCrBSi B4C和B4C Ti三种材料体系为预涂粉,在Ti-6Al-4V表面涂覆不同厚度的预涂层,采用CO2激光器进行激光熔覆工艺研究.在相同激光熔覆工艺条件下,对不同材料体系的涂层质量进行观察与分析,确认NiCrBSi B4C材料涂层是三种材料体系中最好的.在激光熔覆过程中,NiCrBSi B4C材料中的B4C和Ti发生反应,原位生成增强相,对涂层有强化作用.而且,NiCrBSi的加入控制了原位反应的剧烈程度,减少裂纹和气孔,保证了涂层质量.     

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．     

激光熔敷Ti5Si3/NiTi2复合材料涂层的组织与耐磨性

以Ti-Si-Ni合金粉末为原料，利用激光熔敷技术在BT9钛合金表面制备出了以金属间化合物Ti5Si3为增强相，以NiTi2为基体的Ti5Si3/NiTi2金属间化合物快速凝固耐磨复合材料涂层，Ti5Si3/NiTi2合材料涂层的硬度高，组织均匀，致密，与基材之间为完全冶金结合，在干滑动磨损试验条件下具有很好的耐磨性。     

共晶碳化物团球化对铸铁激光熔敷层抗裂性的影响

为提高铸铁表面大面积激光熔敷层抗裂性问题，通过冶金因元素控制熔敷层组织形态在熔敷材料中加入碱金属元素钾，研究了在激光快速加热条件下钾对铸铁激光熔敷层组织团球化的影响，进而分析了该球状组织对熔敷层抗裂性的影响，结果表明随熔敷金属内钾含量增多熔敷层内共晶碳化物组织呈球状及孤岛状，这种组织明显提高了熔敷层抗裂性，此外大量的渗碳体组织确保了熔敷层具有较高的耐磨性；获得了无裂纹的大面积搭接熔敷层，其对应合金系统为Fe-C-Si-Ni-K。