钛合金激光表面熔覆的研究与进展

钛合金具有优异的高比强,良好的抗腐蚀、蠕变、疲劳和韧性,但其表面抗磨性能差,不能作为机械零件使用,大大限制了其性能潜力的发挥.为提高钛合金的表面性能,激光熔覆技术在钛合金表面上进行了相关的研究,获得了陶瓷相增强的高硬度金属基体复合涂层,为钛合金在机械零件上的应用提供了理论基础.本文综述了近几年来钛合金激光熔覆技术的状况,存在的问题,提出进一步研究的方向.     

钛合金表面激光熔覆的研究进展

钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好等优点,广泛应用于航空航天等领域,但钛合金耐磨性低、抗高温氧化性差的特点限制了其应用。利用激光熔覆技术提高钛合金表面性能已成为钛合金表面改性的研究热点。综述了目前国内外钛合金表面激光熔覆材料的研究进展,分析了激光熔覆技术的应用范围,并展望了其今后的发展趋势。     

材料表面激光熔覆研究进展

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，具有广阔的应用前景。本文详细评述了激光熔覆技术的研究和应用，其中包括熔覆工艺，理论模型、材料体系及其熔覆形成的冶金组织特征和性能，同时，指出了存在的问题和今后努力的方向。     

激光熔覆化学处理钛合金表面改性的研究

采用两步走的方法实现了钛合金的表面改性，首先在钛合金表面进行激光熔覆CaO或CaCO3，得到冶金结合的复合涂层后，通过在磷酸等含磷酸根的溶液中浸泡CaOCa使涂层中的转变为磷酸盐，从而使钛合金表面具有生物活性。XRD和SEM分析表明，得到了活性涂层，涂层与基体的结合良好。     

钛合金表面激光熔覆Ni基梯度涂层的研究

为了改善Ti6Al4V钛合金表面耐磨性能和抗高温氧化性能,采用CO2激光在Ti6Al4V钛合金表面进行激光熔覆Ni基梯度涂层试验.利用扫描电镜和显微硬度计等手段分析了熔覆层组织,测试了基体和熔覆层的显微硬度.结果表明,采用适当的工艺参数,可以在钛合金表面获得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层.熔覆层组织由树枝晶和晶间共晶组织构成,并与基体形成牢固的冶金结合.由基体到表面,显微硬度过渡平稳,呈明显梯度渐变特征.     

钛合金表面激光熔覆技术的研究进展

金属表面激光熔覆技术是近年来发展起来的一种新型表面处理工艺.利用高能激光束对材料表面瞬间加热和熔池快速冷却的特性,在钛合金表面用激光熔覆一层陶瓷增强复合材料,能够显著提高钛合金的耐磨性能.简要阐述了金属表面激光熔覆工艺、钛合金表面激光熔覆技术及其在未来的发展方向.     

钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和显微硬度进行了研究。结果表明：钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中。合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为Ti(Al、P、Fe、V)相,白色共晶组织主要为Fe2Ti4O AlV3,白色颗粒为结晶析出的Al3V0.333 Ti0．666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为CaO、CaTiO3和HA,灰色相为β-TCP及Ca2Ti2O6,白色颗粒相为TiO2。合金层的最高硬度为1600Hv0．2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300Hv0．2。     

钛合金激光熔覆的研究现状与发展趋势

钛合金具有高比强、良好的耐蚀性能等优点,但其耐磨性差,限制了它在摩擦机构的应用.激光熔覆技术是近年来发展起来的一种新型表面改性工艺.在钛合金表面进行激光熔覆,可提高钛合金的表面性能,获得高硬度、耐磨性能好、低摩擦系数的熔覆层.简要阐述了钛合金表面激光熔覆的研究现状,包括激光熔覆工艺、熔覆层的组织与性能,指出了存在的问题,并展望了钛合金激光熔覆的发展方向.     

激光熔覆玻璃涂层

本文研究在Ａ３钢基材上激光熔覆玻璃涂层的可行性，激光熔覆玻璃涂层的过程是玻璃熔体在基材表面上湿润、铺展，然后冷凝的过程。玻璃熔体在基材表面上铺展，不仅与它们之间的浸润有关，而且与玻璃熔体的流动性有关。玻璃熔体的流动性在熔覆过程中随时间变化；激光处理参数的不同会改变熔体的随时间变化过程。合理选择激光参数能熔覆形成均匀的、光滑的、粘附的、无裂纹的玻璃涂层。在激光熔覆过程中，会在玻璃熔体中出现结晶现象，     

钛合金表面上两种镍基合金粉的激光熔覆研究

分别以NiCrBSi和NiCoCrAlY为预涂粉,采用CO2激光器,在Ti-6Al-4V合金表面进行激光熔覆镍基合金涂层的研究.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层进行分析,对比两种镍基合金粉的激光熔覆性能.分析发现, NiCrBSi涂层组织以γ-Ni为基体,含有Ni3B,TiB2,TiC,CrB等多种增强相,而NiCoCrAlY涂层组织主要为固溶多种元素的Ni基过饱和固溶体.NiCoCrAlY涂层组织以固溶强化和细晶强化为主,NiCrBSi涂层组织以第二相强化为主.虽然NiCoCrAlY粉比NiCrBSi粉的激光吸收率高,可以得到较厚的涂层,但是含有多种硬质增强相的NiCrBSi涂层硬度高于NiCoCrAlY涂层.     

16Mn钢基Ni合金激光熔覆层耐冲蚀性能研究

采用CO2连续波激光器在16Mn钢基材表面进行Ni基合金熔覆处理，采用XRD、SEM等分析了熔覆层的相组戍和微观结构，在不同的介质中研究了16Mn钢基和合金熔覆层的耐冲蚀性。研究结果表明，涂层主要由γ-Ni等组戍，枝晶组织细小均匀，涂层硬度比基体显著提高。在含有3％（质量分数）、SiO2磨粒的酸碱腐蚀溶液中，激光熔覆Ni合金涂层的16Mn钢基材的耐冲蚀性得到提高。     

TC4钛合金激光焊接/超塑成形组合工艺研究

本文将超塑成形(SPF)和激光焊接技术(LW)相结合,开发激光焊接/超塑成形组合工艺(LW/SPF),研究TC4钛合金激光叠焊接头的超塑性变形行为,并对超塑性变形前后的显微组织进行分析.结果表明,TC4钛合金激光叠焊接头能够承受焊板的变形,试样在母材断裂,并通过四层板的模拟件研制验证了超塑成形/激光焊组合工艺工业应用的可行性.     

激光熔覆高熵合金涂层的研究进展

高熵合金涂层具有的良好热稳定性、耐高温性能使其成为高温涂层科学领域一个新的研究热点。激光熔覆技术制备高熵合金涂层的方法是获得其优越性能的制备方法之一。本文主要从涂层成分设计、组织结构、退火工艺与性能、耐高温氧化性能以及其他性能等方面综述了激光熔覆技术制备高熵合金涂层的最新研究成果,分析了当前激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题,提出了应从组元设计、基础理论、性能规律及加工工艺等方面完善科学研究体系,以期制备出性能优异的高熵合金涂层。     

激光功率对钛合金双侧同步焊接温度场的影响

为研究激光功率对TC4钛合金T型结构双激光束双侧同步焊接温度场的影响,针对TC4钛合金T型结构的双激光束双侧同步焊接过程,建立了相应的有限元模型,利用有限元分析软件进行了焊接过程温度场的计算,研究了激光功率对熔池形状的影响规律,并对不同激光功率下的温度场进行了分析.结果表明:随着激光功率的增加,熔池的熔深、熔宽均有所增...     

退火处理对激光沉积制造TC4钛合金组织及力学性能影响EI北大核心CSCD

以TC4球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TC4钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了退火处理对激光沉积制造TC4显微组织及力学性能的影响。结果表明:试样经α+β两相区退火处理后,显微组织为网篮组织,经β单相区退火后,组织转变为魏氏组织;退火试样力学性能仍存在各向异性:Z向试样强度较低,塑性较好,而XY向试样强度高,塑性较差,退火温度对试样的各向异性具有明显影响;XY向试样拉伸性能存在较明显的分散性;α+β两相区退火处理后两个方向上均为韧性断裂,β单相区退火处理后试样强度与塑性大幅下降,且XY向试样为脆性断裂。     

Q345R表面钛涂层的激光熔覆制备及显微组织研究

本文以采用铜为过渡层、表面激光熔覆钛涂层的Q345R钢板为研究对象,研究了各层凝固组织、结合界面显微组织、元素扩散行为及显微硬度,阐明了两个结合界面处显微组织及元素扩散行为的差异。研究发现,钛层组织为均匀分布的单一柱状树枝晶,与前一条熔覆轨迹交界处为不具备明显方向性的树枝晶,近界面处形成细小而紧密的等轴树枝晶。铜层中部区域的显微组织为典型柱状树枝晶,在铜/钢结合界面铜侧,显微组织表现为垂直于界面的细小树枝晶向细小等轴树枝晶的过渡,细小等轴树枝晶垂直方向的厚度约为20μm。由于激光熔覆过程中强烈的热量影响,钢层存在明显的热影响区,该区域组织发生了重结晶或不完全重结晶,组织由粒状贝氏体、细小的铁素体和珠光体组成。远离界面处组织为典型的铁素体和珠光体组织,呈现带状分布。钛/铜结合界面存在熔合区,并存在显著的元素扩散行为,而铜/钢结合界面不存在熔合区,Cu、Fe元素在铜/钢结合界面处的含量急剧变化,扩散距离约为1～2μm。显微硬度方面,结合界面的硬度实现了两侧材料硬度的过渡,有效避免了界面微裂纹的产生。     

铝合金表面激光熔覆铜镍合金涂层的组织、硬度与耐蚀特性研究

为提升铝合金材料的耐蚀性能,探究铝合金与合金熔覆层间的结合机理,本文利用激光熔覆技术在5083铝合金表面制备了不同Ni含量的铜镍合金熔覆层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射分析、硬度测试与电化学性能测试技术,分析了不同Ni含量的铜镍合金熔覆层相组成与组织形貌、铜镍合金熔覆层与铝合金基体的界面组织形貌,绘制了铝元素扩散曲线,分析了海水腐蚀过程中铜镍合金熔覆层的极化曲线。实验结果表明：所制备的铜镍合金熔覆层形貌良好无缺陷,熔覆层由网络状枝晶组成。对合金熔覆层进行XRD分析发现熔覆层主要由AlNi₃与CuNi两相组成。结合SEM、EDS分析,发现合金熔覆层的网络状枝晶为富铝相,即AlNi₃,晶间相为CuNi相。在硬度测试中,由于AlNi₃硬质相的生成,熔覆层硬度得到了提升且随着铝的向上扩散呈现一定的规律,电化学检测结果表明,铜镍合金熔覆层具有比5083铝合金更高的自腐蚀电位和较小的自腐蚀电流密度,可以有效提升5083铝合金在海水环境中的耐蚀性。