高频微锻造对激光熔覆CoNiCrWC复合涂层开裂行为的影响

选用5kW横流CWCO2激光器,以熔覆CoNiCrWC复合涂层为研究,通过自制的微锻造机构,在激光熔覆的同时进行高频微锻造作用熔覆层。利用金相显微镜观察涂层裂纹形貌,SEM观察微锻造对激光熔凝层表面组织及开裂行为的影响。结果表明:高频微锻造可使激光熔覆表面合金层产生塑性变形,激光熔覆层特有的明显而规则枝状结晶组织被锻碎,激光熔覆层的开裂行为明显好转。     

热喷涂自熔性合金的炉内重熔工艺

通过对炉内重熔工艺中控制参数的确定，设备的改造，自熔性粉末材料性能的研究而拟定的以ＦＮｉ－１５Ａ粉末材料作为基本材料并加入２％￣４％改性合金粉末作为专用喷涂材料的炉内重熔工艺具有实用性，适合我国国情，使用效果良好。     

面向等离子体壁材料的腐蚀行为与涂层防护综述

面向等离子体材料(Plasma Facing Materials,PFMs)可保护磁约束核聚变装置部件,使此部件不受芯部边缘等离子体的影响,但等离子体与壁相互作用(Plasma-Wall Interactions,PWI)所引起的高温腐蚀、辐射损伤和燃料滞留等问题已然成为先进核聚变装置的发展瓶颈.目前,低Z材料(C、B...     

微锻造作用下激光熔覆实验研究与建模分析

激光熔覆是利用高能束激光热源辐射熔覆层和基材表面,使之熔化并迅速凝固,从而显著改善基材性能的一种新的工艺方法.由于熔覆层和基材的物理特性不一样,激光熔覆过程中必然产生热应力,其形态表现为拉应力.熔覆层表面在拉应力的作用下出现裂纹,严重影响了试件的质量.通过实验与建模,分析了熔覆层的应力类型,阐明了裂纹的形成机理,同时对试件进行预热和对熔覆层作微锻造处理,从机理和数学模型两个方面,论证了对熔覆层进行微锻造可以减少或消除熔覆层的拉应力,控制裂纹的产生.     

含氮双相不锈钢激光成型试样的力学与腐蚀性能

针对大型装备现场增材修复与再制造的需要,设计制备了一种集约化双相不锈钢粉末,用于Q345、Q460以及EQ56等海工结构钢和18-8等奥氏体不锈钢大型承力部件现场修复。采用99.999%高纯氮气保护在Q345和1Cr18Ni9Ti基材上制备了激光成型试样,采用试验方法研究了试样的组织结构、力学性能、电化学性能和氮含量的变化规律。结果表明：采用高纯氮气保护,可以制备出含氮的双相不锈钢成型层,成型层中奥氏体和铁素体晶粒分布较均匀,氮含量比粉末中氮含量下降了45%。试样抗拉强度为940~1040 MPa,屈服强度为800~910 MPa,断后延伸率为21%~25%,显微硬度为275~285 HV_0.1。在20 Hz交变载荷、试验应力范围330~600 MPa的试验条件下,成型试样的平均断前循环次数大约为标准冷轧棒材1Cr18Ni9Ti的7倍。磨损量分别为基材Q345和1Cr18Ni9Ti的0.3和0.5倍。试样腐蚀电位比1Cr18Ni9Ti增加0.364 V,腐蚀电流密度减少4.34×10^-7A/cm²,成型试样有良好的综合性能。     

温度对纯Cr涂层表面形貌和抗腐蚀性能的影响

目的探索温度对纯Cr涂层的抗腐蚀性能和表面形貌的影响。方法采用多弧离子镀技术在锆合金表面制备纯Cr涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)与Image J图像处理软件综合分析了纯Cr涂层的表面形貌,并对表面大颗粒的数目及其尺寸大小进行了统计和分析。采用X射线衍射仪对涂层的相结构进行了分析。利用划痕仪和电化学工作站,分析了温度对纯Cr涂层的膜基结合力和抗腐蚀性能的影响。结果 380℃时,涂层表面大颗粒的数目及其平均尺寸最大,温度升高到420℃时,其数值最小;当温度进一步提升到450、500℃时,大颗粒的数目、平均尺寸逐渐增大。温度的升高,使纯Cr涂层由(110)晶面择优生长转为(200)晶面择优生长,晶粒尺寸随温度变化的规律为先减小后增大。涂层的结合力和抗腐蚀性能随温度的变化规律与大颗粒数目随温度的变化规律相反,呈先提高后降低的趋势。结论 420℃时,涂层表面大颗粒的数目及其平均尺寸最小,结合力和抗腐蚀性能较强,组织结构致密度高,晶粒细小,表面光滑平整。     

不同Ni含量铁基激光熔覆层组织和性能的研究

目的研究不同Ni含量铁基激光熔覆层的组织和性能。方法采用CO_2激光器制备了不同Ni含量的铁基激光熔覆层,通过奥林巴斯光学显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪及洛氏硬度计等设备,对激光熔覆层物相、微观组织及力学性能进行表征。结果当Ni含量为10%~11%时,熔覆层物相主要由γ-Fe相组成,含有少量α-Fe相,洛氏硬度为35.1HRC,熔覆层残余应力宏观上表现为拉应力。当Ni含量为6%~7%时,熔覆层物相主要由α-Fe相组成,含有少量γ-Fe相,洛氏硬度为47.9HRC,熔覆层残余应力宏观上接近平衡状态。当Ni含量为2%~3%时,熔覆层主要由α-Fe相组成,洛氏硬度为60.3HRC,熔覆层残余应力宏观上表现为压应力。结论不同Ni含量熔覆层的物相主要由γ-Fe相和α-Fe相组成,随着Ni含量的降低,熔覆层中γ-Fe相对应的衍射峰强度不断减弱,而α-Fe相对应的衍射峰强度逐渐增强,熔覆层晶粒尺寸减小,表面洛氏硬度增加,残余应力逐渐由拉应力转变为压应力,能够有效抑制裂纹的生成,从而获得高硬度不开裂熔覆层。     

热处理温度对Cr/Al涂层组织结构及性能的影响

目的提高物理气相沉积Cr/Al涂层与基材锆合金的结合强度,减少涂层表面微观缺陷及内应力。方法采用多弧离子镀及磁控溅射技术在锆合金表面溅射Cr/Al涂层,并将涂层试样分别置于600、800℃保护气氛炉中热处理30 min。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(EDS)及光学显微镜(OM),分析了Cr/Al涂层热处理前后相组成、表面形貌、截面形貌、元素成分变化及涂层剪切后的剥落形貌。利用弹簧拉压试验机,测试了未处理涂层、600℃和800℃热处理涂层试样与基材锆合金的结合强度。结果 600、800℃热处理涂层相比未处理涂层,表面更加平滑,表面孔隙及微观缺陷较少,但与基材锆合金的结合强度并没有明显变化,未热处理涂层、600℃热处理涂层、800℃热处理涂层与基材锆合金的结合强度分别为44.07、44.12、44.08 MPa。结论热处理后,涂层出现Al Cr2、Al8Cr5、Al9Cr17、Al9Cr4、Al86Cr14等多种Cr-Al合金相,有利于涂层表面孔隙及大颗粒等缺陷的减少。但热处理前后,涂层与基材的结合强度未发生明显变化。     

Fe表面层状结构的渗碳行为特性

将Q235钢放在改造后的电阻炉内，在通氢气的气氛中加热到1253K保温40min后随炉冷却，得到表面层为脱碳的两纯Fe试样。将其中一试样通过氧化-还原处理，使其表面具有层状结构，与另一脱碳试样一起放入改造后的电阻炉内，在通氢气的气氛中进行渗碳淬火。结果发现，具有层状结构试样的硬度明显高于脱碳试样的硬度；在光镜下观察两试样的截面，前者渗碳层的厚度明显大于后者。     

Ni-Al喷涂层中温反应烧结的温度变化模型

基于Ni-Al喷涂层反应烧结的特点,提出了涂层反应放热过程的温度变化模型及计算方法,研究了Ni-Al混合喷涂层(94%Ni+6%Al)在中温保护气氛下反应烧结的界面组织及反应区温度变化过程,计算表明：反应区存在非金属间化合物液相,同时由于Ni-Al在中温条件下发生反应并在局部形成高温,使涂层具有良好的力学性能.