宽带激光熔覆梯度生物活性陶瓷复合涂层组织与性能

为了增加基材与生物陶瓷涂层之间的结合强度,消除激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的开裂倾向,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,对其组织和性能进行了研究.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Al3V0.333Ti0.666;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GaO、CaTiO3和HA,灰色相为β-TCP及Ca2Ti2O6,白色颗粒相为TiO2.陶瓷涂层表面形成了类珊瑚礁结构及短杆堆积结构.这种表面结构将有助于为骨细胞长入生物陶瓷涂层提供通道.陶瓷层与钛合金基体之间的结合强度大于37.3 MPa.合金层的最高硬度为1600 HV0.2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300HV0.2.     

激光熔覆制备高熵合金MoFeCrTiWAlxSiy涂层的组织与性能

为了获得高性能的涂层材料,采用激光熔覆的方法在45#钢基体上制备了MoFeCrTiWAlxSiy（x=0或1、y=0或1）高熵合金涂层,通过金相、XRD及硬度测试的手段重点探究了Al和Si两种元素对MoFeCrTiW高熵合金涂层组织与性能的影响。实验结果表明:Si的加入会促进金属间化合物大量的析出,细化晶粒效果明显,而且涂层的硬度显著提高,最高硬度可达839.3HV;Al的加入会抑制金属间化合物的析出,使涂层形成单一的BCC相结构,但会使涂层的硬度降低。同时添加Si和Al,能够获得组织细密、硬度较高的优质涂层。     

高温合金激光表面熔铸涂层组织与性能的研究

研究了高温铸造镍基合金ＧＨ３３激光表面熔铸镍基合金涂层的组织与性能。结果表明，基体对涂层合金的稀释较小，涂层与基体之间形成良好的冶金结合；Ｘ射线衍射分析表明，涂层基体组织为γＮｉ枝晶，枝晶间为γＮｉ、Ｍ２３（ＣＢ）６、Ｎｉ３Ｂ、Ｃｒ２Ｂ、ＣｒＢ、ＷＣ。涂层显微硬度分布均匀，涂层耐磨性能较基体高１０倍以上。通过组织与性能的综合评价，得出了激光熔铸涂层的最佳工艺参数。     

刀具表面激光熔覆高熵合金涂层的研究进展

高熵合金具有很广泛的应用价值。目前,传统的铁基合金达不到高速切削的要求,为提高传统刀具材料在高速切削下的性能,国内外通过激光熔覆技术对传统刀具材料进行了改性。本文综述上述研究,同时也总结高熵合金块体与涂层的制备方法及研究现状。从热力学半经验判据设计合金成分出发,首先,介绍成分设计下的基础合金体系的显微组织与性能,探究添加不同合金化元素对涂层组织与性能的影响机制。其次,介绍退火和工艺参数对刀具表面激光熔覆高熔点高熵合金涂层的组织与性能的影响。最后展望高熔点高熵合金涂层的发展前景。     

激光原位合成MC增强AlCrFeNb_3MoTiW高熔点高熵合金基复合涂层的高温组织演变

利用激光熔覆技术在工具钢表面成功制备出MC/AlCrFeNb_3MoTiW涂层,研究了其在750,850,950℃下组织转变行为及硬度变化。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、示差扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及显微硬度计分析了高熵合金的显微组织结构及性能。结果表明,高熵合金涂层室温下由BCC相、复合碳化物及Fe_2Nb相组成,其中,复合碳化物由NbC,TiC,MoC,W_2C所组成;其组织为共晶组织及颗粒状碳化物构成。随着退火温度升高,碳化物稳定存在,共晶组织逐渐溶解,BCC相逐渐增多。750℃退火时,涂层内部共晶组织基本未发生改变,在黑色基体组织中析出细小的颗粒状Fe_2Nb相;850℃时,涂层中共晶组织发生长大,间距变大;当在950℃退火4h后,共晶组织基本消失,并在晶界处聚集。涂层在750℃以下具有良好的抗软化能力,能够很好地满足工具钢的工作要求。     

65Mn弹簧钢的激光焊接组织及性能

采用5kWCO2激光器对65Mn弹簧钢进行焊接处理.利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRI))、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪、电子万能试验机及残余应力测定仪对激光焊接接头的显微组织、硬度、抗拉强度、拉伸断口和残余应力进行了研究.结果表明,65Mn弹簧钢经激光焊接后,焊缝中心区组织为等轴晶,近中心区为枝状晶和胞状晶的混合组织,边缘区为少量的胞状晶;在热影响区(HAZ)中,过热区主要是由粗大的针状马氏体组成,相变重合区主要是由较细小的针状马氏体组成,在部分相变区主要由铁索体+珠光体组成.焊接接头主要由α-Fe,Fe3C和FeSi等相组成.焊缝区和HAZ的硬度最高值分别为720HV和770 HV,从HAZ到基材硬度明显下降;焊接接头的抗拉强度平均值为475MPa,焊缝中心区的残余应力平均值为105MPa,热影响区的应力平均值为-60 MPa.     

宽带激光熔覆铸造WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和性能

研究了宽带激光熔覆铸造WCp/Ni梯度复合涂层的组织和性能。结果表明,涂覆层与基材之间实现了冶金结合。熔覆层由基体组织γ-Ni枝晶、共晶组织γ-Ni M23C6、未熔铸造WCp以及M6C、M7C3、M23C6组成。熔覆层内硬度分布均匀、从熔覆层至基材的硬度变化平缓,避免了裂纹的产生。熔覆层的耐磨性随WCp含量的增加而提高。19－4号试样的耐磨性最好,比基材提高了3倍以上。     

航空发动机叶片铸造缺陷激光熔覆修复的研究

研究了激光熔覆工艺参数和Y2O3含量对航空发动机叶片铸造缺陷激光熔覆开裂敏感性的影响。结果表明,当激光工艺参数P=1．5kW,V=180、190mm／min,d=3mm以及Y2O3含量为1．5wt％时,可在铸造镍基高温合金叶片上获得无裂纹的修复涂层。当Y2O3含量高于或低于1．5wt％时,熔覆层内部或熔覆层表面产生裂纹。在最佳工艺参数条件下加入复合变质剂可进一步细化涂层的组织。     

Y_2O_3对4Cr5W2SiV模具钢表面激光熔覆HT-1合金组织与性能的影响

在4Cr5W2SiV模具钢表面激光熔覆不同含量Y2O3的HT-1合金粉末,利用OM、XRD、显微硬度计和磨损试验机研究了Y2O3对熔覆层组织结构和性能的影响.结果表明:当Y2O3添加量在0～3.0wt%变化时,随着Y2O3含量的增加,熔覆层组织逐渐变细,当Y2O3含量在1.0wt%时,熔覆层组织最细,然而,当Y2O3含量>1.0wt%时,熔覆层组织随着Y2O3含量的增加而变粗大;当未添加Y2O3时,熔覆层除了基体相α-Fe外,还有Fe2B、Fe3C、FeSi等相以及一定量的非晶组织,当添加Y2O3后,熔覆层中出现了少量的尖晶石类矿物质FeFe2O4.Y2O3添加量为1.0wt%时,熔覆层具有最高的硬度和耐磨性,当Y2O3 含量大于1.0wt%时,熔覆层的硬度和耐磨性随着Y2O3 含量的增加反而降低.     

溶胶–凝胶法合成Nd:YAG粉体及透明陶瓷的制备

以Y2O3和硝酸盐为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶–凝胶法合成了Nd0.03Y2.97Al5O12(Nd:YAG)干凝胶,经不同温度焙烧后制得前驱粉体,然后将粉体经1700℃真空烧结制备了Nd:YAG透明陶瓷。对柠檬酸的络合作用进行了探讨,对粉体及透明陶瓷的结构、形貌和光学性能进行了研究。结果表明:柠檬酸与硝酸盐发生络合反应形成有机网络结构,有效减轻了粉体颗粒间的团聚;950℃焙烧后得到纯相Nd:YAG粉体,颗粒细小并呈片状;Nd:YAG透明陶瓷致密度高(理论密度的95%),晶粒尺寸约为10μm,在1060nm处的透射率为63%。