Cr_3C_2和Ni对TiC基金属陶瓷组织性能的影响

主要研究Cr3C2和Ni在不同配比下烧结成TiC基金属陶瓷,利用洛氏硬度计测试硬度,利用扫描电镜进行显微形貌观察,利用能谱仪进行元素分布分析以及利用XRD衍射仪进行物相分析.研究表明,Ni作为粘结相分布在TiC基体的边缘,不同Cr3C2和Ni含量影响TiC基金属陶瓷组织形貌和性能的原因是由于不同新相的生成.     

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层微观组织及冲刷磨损性能研究

利用先进的AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层。研究了其微观组织及耐磨性能。试验结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11、WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2等相组成,未发现W2C以及W相;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约2.5%;WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200~800 nm;涂层具有优异的耐冲蚀磨损性能,其耐磨性较基体有很大的提高。涂层应用于水轮机叶片的修复,三个月汛期使用后涂层良好。     

激光熔覆Ni60+35WC-Ni涂层的微观组织和摩擦磨损特性

采用激光熔覆技术,在20Cr基体上熔覆了硬度较高的Ni60+35WC-Ni耐磨涂层,并与Ni60涂层进行比较。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射分析仪(XRD)对涂层的微观组织、元素成分和物相进行了表征分析,测试了涂层沿深度方向上的显微硬度,在20和300℃条件下进行了点接触干滑动摩擦磨损试验,并利用SEM和EDS对磨损表面进行微观组织和元素成分分析。结果表明:Ni60+35WC-Ni涂层所含物相主要包括Fe-Ni,Cr7C3和WC,硬质相WC和Cr7C3有利于提高涂层的硬度和耐磨性。Ni60+35WC-Ni涂层的平均显微硬度约为基体平均硬度的3倍。与Ni60涂层相比,Ni60+35WC-Ni涂层的平均硬度较高,且其中含有硬质相WC,磨损量较小。在相同温度条件下,Ni60+35WC-Ni和Ni60两种涂层的摩擦系数相差不大。对于同一涂层而言,300℃时涂层的摩擦系数明显低于20℃下的摩擦系数,但磨损量随温度增加而增加。     

等离子喷涂Ni3Al-Cr7C3涂层的滑动磨损性能

利用Ni3Al具有反常高温屈服强度的特性,采用真空雾化工艺制备了不同C含量的Ni3Al-Cr7C3金属陶瓷复合粉末,采用大气等离子喷涂(APS)制备出原位自生Cr7C3相的新型Ni3Al-Cr7C3涂层,并对粉末、涂层的物相组成、显微组织及摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:研制的粉末主要由Ni3Al相和弥散分布的条状的...     

热等静压Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织及相组成

采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100 MPa 条件下制备出 Cr3 C2/Ni3 Al 复合材料,研究了 Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr3 C2初始颗粒首先溶解成 Cr 和 C 原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr7 C3结构;由于 Ni3 Al合金中的 Fe易与 C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr7 C3结构中发生上坡扩散,并取代Cr7 C3结构中的部分Cr原子形成 M7 C3(M为 Cr、Fe,余同)结构的扩散相。当Cr3 C2初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr3 C2颗粒未能全部溶解,而未溶解的 Cr3 C2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr3 C2结构。该条件下制备的Cr3 C2/Ni3 Al复合材料主要由Cr3 C2硬芯相、M7 C3扩散相和γ′-Ni3 Al基材相组成,其中Cr3 C2硬芯相和γ′-Ni3 Al基材相通过M7 C3扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr3 C2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。     

NiCrBSiC合金大面积激光熔覆层性能研究

采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床在40Cr钢上进行激光熔覆处理。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电化学测试系统、磨料磨损试验机等设备对熔覆层组织、硬度、磨损、腐蚀性能进行研究。结果表明:大面积激光熔覆层主要由Cr23C6,Ni3B,(Fe,Ni),Ni等相组成。激光熔覆层的显微硬度值在420~1 320 HK之间。熔覆层的硬度、耐磨性和耐蚀性与基体相比均有较大的提高;大面积激光熔覆层的显微硬度、耐磨性、耐蚀性均不及单道激光熔覆层;多层叠加熔覆层的耐蚀性能优于     

半导体激光熔覆Ni包B_4C涂层的组织与性能

在304不锈钢表面采用半导体激光熔覆制备Ni包B_4C涂层,研究激光加工参数对涂层的组织形貌、物相组成、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,当激光功率为3 k W和扫描速度为6 mm/s时,熔覆层无气孔、无裂纹,与基体呈冶金结合;熔覆层的显微组织为枝晶共熔体和再生的二次枝晶,熔覆层的主要物相由γ-Ni,Ni_4B_3,Fe_3C,B_4C,B_(13)C_2,Cr_3Ni_2,(Fe,Ni)23C6和Fe_(23)(C,B)_6等组成;熔覆层具有较高的硬度(平均值为900 HV_(0.2)),耐磨性是基体的7.6倍,硬度和耐磨性的提高归因于熔覆层中未完全熔解的B_4C颗粒以及新形成的强化相和硬质相。     

真空感应熔覆高碳铬铁粉/铁基自熔合金的应用研究

以高碳铬铁粉和铁基合金粉末作为涂覆粉末,通过真空感应熔覆技术在45号钢表面获得具有较高硬度的复合涂层,并实现熔覆层与基体材料良好的冶金结合。通过宏观洛氏硬度测试、微观显微硬度测试、X射线衍射分析、显微组织分析、能谱分析进一步分析复合材料的组织结构和性能指标。分析结果显示:熔覆层的表面洛氏硬度HRC能够达到63以上,由熔覆层向基体材料内部显微硬度呈梯度分布;硬质增强相主要是Cr7C3、Cr2B等物相组成,分布在熔覆层和过渡区中,提高了涂层硬度。     

超音速火焰喷涂Cr_7C_3-NiCr、Cr_(23)C_6-Ni涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺分别制备了新型的Cr7C3-Ni Cr和Cr23C6-Ni金属陶瓷涂层,并与Cr3C2-Ni Cr涂层进行了对比。利用扫描电镜观察了涂层组织,利用显微硬度仪测量了涂层显微硬度,并对涂层的热震性能进行了测试。结果表明,Cr7C3-Ni Cr涂层硬质相晶粒尺寸0.5~2μm之间,涂层的显微硬度Hv0.3为8.53 GPa,950℃水淬循环次数大于113次,性能优于Cr3C2-Ni Cr和Cr23C6-Ni涂层。     

Q235钢表面氩弧熔覆MoNiSi/Ni_3Si金属硅化物复合涂层组织与性能研究

以Mo粉、Si粉、Ni粉为原料,采用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面原位合成了MoNiSi/Ni3Si金属硅化物复合涂层,分析和测试了涂层的显微组织、显微硬度和耐磨性.结果表明:在Q235钢表面成功制备了以MoNiSi/Ni3Si为基体,以金属硅化物MoNiSi为增强相的复合涂层.性能分析结果表明:涂层的显微硬度可达1 000HV,涂层耐磨性较基体提高12倍.     

铁基Cr3C2复合涂层的组织及性能研究

利用空气燃料超音速火焰喷涂技术(HVAF)在D2钢表面制得Cr3C2-FeCrBSi复合涂层.借用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机及摩擦磨损试验机对复合涂层的显微结构、力学性能及摩擦磨损性能进行表征与测试,研究了不同比例纳米-微米Cr3C2陶瓷增强相对复合涂层组织结构及性能的影响.试验结果...     

镍铬轴承合金固溶时效态组织特征与力学性能

研究了00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金固溶态和时效态的组织特征及硬度变化规律。结果表明:随着固溶温度的升高,α-Cr相析出数量呈下降趋势,在1 200℃时α-Cr相尺寸最小,面积分数仅为8.45%;高于1 200℃时,α-Cr相尺寸逐渐增大,数量减少。固溶处理后冷却速度越快,α-Cr相析出数量越少,硬度降低;固溶温度在1 190~1 210℃之间以138℃/s进行冷却,经600℃×6 h时效处理后,硬度超过59.7HRC,合金微观组织主要由球状α-Cr相和均匀片层组织及弥散分布其中的纳米级γ′相组成,硬度较为均匀。1 200℃固溶处理以138℃/s进行冷却,经550℃保温6 h后,00Cr40Ni55Al3Ti合金显微组织为球状α-Cr相、片层组织和非片层组织,非片层组织面积分数约为32.21%,片层组织硬度达703HV,非片层组织硬度为249HV;当时效温度为600和650℃时,时效时间在5~7 h范围内,显微组织为均匀分布的片层组织和球状α-Cr相,硬度为676HV^712HV。00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金在1 190~1 210℃之间进行固溶处理后快速冷却(冷却速度大于138℃/s),经600℃时效处理6 h后,洛氏硬度可达到60HRC以上。     

GCr15轴承钢表面渗硼层生长动力学与机械性能

对GCr15轴承钢表面渗硼层的生长动力学与机械性能进行了研究.采用固体渗硼的方法,在1123、1173、1223和1323 K温度条件下,分别保温处理2、4、6和8 h,进行渗硼层制备.采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度计等对制备的渗硼层进行组织观察与性能分析,并通过试验数据对渗硼层的生长动力学特性进行了研究.研究结果表明:试样表面获得了均匀致密的渗硼层,渗硼层的相成分主要是FeB和Fe₂B;渗硼层的厚度随处理温度与保温时间的增加而增厚,变化范围为33.4~318.5 μm;渗硼层的表面硬度随处理温度及保温时间的增加而增大,主要是由于随着渗硼层厚度的增加,高硬度FeB相的含量上升,低硬度Fe₂B相的含量下降,表面硬度HV_0.1变化范围为1630~1950,与基体组织相比,提高了5~6倍;渗层截面硬度测试结果表明,渗层与基体之间有较宽的硬度梯度过渡;通过Arrhenius公式,对渗硼层的生长动力学方程进行了推导,可知B元素在GCr15轴承钢中的扩散激活能为188.595 kJ·mol-1,对推导的动力学方程进行了试验验证,结果表明最大误差仅4.93%,可有效的实现对渗层厚度的预测.      

Development of New Wear-Resistant Surface Coating at Elevated Temperature

Metal matrix composites containing a high vol-ume fraction of carbide particles are frequently usedas wear-resistant materials[1 -4]. For elevated tem-perature service in air ,the oxidation resistance andthe hot hardness of hard particle are the most i mpor-tant factors .In metal carbides ,tungsten carbide andchromiumcarbide can act as hard particles in metalmatrix in order to increase their hot hardness andthe ability of wetting metal matrix. Compared withtungsten carbide ,chromiumcarbide is …     

卷取机夹送辊表面堆焊层组织性能研究

采用埋弧堆焊工艺在Q235B表面堆焊8-10mm的Cr8系列新型熔覆材料,测定其耐磨性和硬度变化,分析熔覆金属的组织形貌和高温工况下的合金元素扩散。研究结果表明,熔覆金属打底层主要是以铁素体为主,伴随着少量的贝氏体。盖面层的焊态组织主要为马氏体和残余奥氏体,伴有少量的回火马氏体,同时在枝晶马氏体间可见少量较小的碳化物。经550℃回火后其盖面层组织为回火马氏体和残余奥氏体,碳化物析出相均布较焊态呈增多趋势。焊态硬度值为530-580HV300,回火后硬度值为720-830HV300,磨损失重是45#淬火钢的0.31倍。在使用3个月后发现在熔覆层表面出现了元素偏移并形成了由Cr2O3、WO等组成的氧化膜,降低了夹送辊的粘钢倾向,提高使用寿命。     

真空液相烧结法制备三元硼化物硬质合金覆层材料

采用液相烧结法在钢基体表面制备三元硼化物硬质合金覆层,将三元硼化物硬质合金的优异性能赋予钢基体表面,获得了耐磨抗蚀、界面结合强度高的新型硬质覆层材料。同时确定了硬质合金覆层的化学配比(B、Fe、Mo元素成分的配比)和C、Cr、Ni合金元素的添加量。对硬质合金覆层的洛氏硬度的测量结果表明,覆层的硬度明显高于钢基体的硬度,其中5Cr2Ni0.8C材料试样的硬度最大;对硬质合金覆层以及覆层与钢基体的界面结合处的扫描电镜观察和能谱分析表明,铬加入后部分进入陶瓷硬质相,加强了其硬度,而镍元素只在铁基粘结相中存在,并且覆层与钢基体之间形成了致密的冶金结合。     

Effect of Heat Treatment on Structure and Wear Re- sistance of High Chromium Cast Steel ContainingBoron

The microstructure, mechanical properties and wear resistance of high chromium cast steel containing boron after different heat treatments were studied by means of the optical microscopy （OM）, the scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD）, hardness, impact toughness, tensile and pin-on-disc abrasion tests. The results show that as cast microstructures of boron-free high chromium steel consist of martensite and a few （Cr, Fe）_7C_3 carbide, and the macro-hardness of boron-free high chromium steel is 55-57 HRC. After 0.5 mass% B was added into high chromium cast steel, as-cast structure transforms into eutectic （Fe, Cr）2B, （Cr, Fe）7 （C, B）a and martensite, and the macro-hardness reaches 58-60 HRC. High temperature quenching leads to the disconnection and isolated distribution of boride, and there are many （Cr,Fe）_23 （C,B）_6 precipitated phases in the quenching structure. Quenching from 1050 ℃, high chromium steel obtained the highest hardness, and the hardness of high chromium cast steel containing boron is higher than that of boron-free high chromium steel. The change of quenching temperature has no obvious effect on impact toughness of high chromium steel, and the increase of quenching temperature leads to tensile strength having an increasing tendency. At the same quenching temperature, the wear resistance of high chromium cast steel containing boron is more excellent than that of boron-free high chromium steel. High chromium cast steel guide containing boron has good performance while using in steel bar mill.     

TiC含量对激光熔覆TiC增强双相不锈钢复合涂层性能的影响

采用激光熔覆技术在40 Cr Ni Mo基材上制备了TiC增强双相不锈钢复合熔覆层,熔覆层物相主要由奥氏体、马氏体、M₇C₃型碳化物和TiC组成。其中M₇C₃型碳化物主要包括Fe₇C₃、Cr₇C₃或者(Fe、Cr)₇C₃三种,TiC按尺寸可分为熔解后析出的微米级TiC以及粗大的未熔TiC颗粒。析出的TiC颗粒为方块状,随着TiC添加量增加,呈花瓣状长大。未熔TiC颗粒与基材形成了扩散界面,具有很好的界面结合性。当加入30 wt.%TiC时,熔覆层具有最好的耐磨性,硬度可达55.26 HRC,磨损体积为2.54×10^-2 mm³,耐磨性是基材的3.37倍。     

Ni60A等离子喷涂层的组织结构及其摩擦磨损特性

研究了Ｎｉ６０Ａ等离子喷涂层的组织结构及其摩擦磨损特性：涂层呈片层状的堆积状态,片层内为镍基固溶体及弥散分布其上的尺寸较大的Ｃｒ７Ｃ３、Ｃｒ２３Ｃ６ 及尺寸较小的Ｎｉ３Ｂ颗粒;涂层的平均硬度约ＨＶ６８３;涂层的磨损机制是剥层磨损和磨料磨损。     

烧结熔覆钢表面镍基合金涂层的组织和性能

采用Ni25、Ni45、Ni60合金粉末通过烧结熔覆法在45钢表面制备出不同成分的镍基合金涂层。通过金相显微镜观察和X射线衍射分析等手段对合金涂层的组织形貌、相组成和界面结构进行研究,并对涂层显微硬度进行了测试。结果表明：通过烧结熔覆可以在45钢表面获得较为致密的镍基合金涂层。Ni25合金涂层组织主要为比较粗大的γ-(Ni, Fe)奥氏体以及少量的Cr₂₃C₆碳化物相;Ni45和Ni60合金涂层中除了γ-(Ni, Fe)奥氏体和Cr₂₃C₆碳化物之外,还出现了CrB硼化物。不同成分镍基合金涂层与45钢基体在界面处均形成了良好的冶金结合。当烧结温度1100℃、保温时间15 min时,涂层微观组织致密,硬质相颗粒尺寸较小,分布均匀。Ni60合金涂层的硬度最高,约为HV 735;Ni45合金涂层次之,约为HV 534;Ni25合金涂层硬度最低,只有HV 236。