激光熔覆钛基生物陶瓷涂层的制备及其界面研究

利用高功率CO_2激光器在Ti-6Al-4V合金表面制备含有生物活性陶瓷相的梯度生物陶瓷涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)等对熔覆层和界面的显微组织、相组成及成分进行分析.结果表明:激光熔覆复合涂层中生成了羟基磷灰石和磷酸三钙等生物活性相,凹凸不平的表面出现网络交错的片状结构和微孔(孔径为0.5～2μm),有利于新骨沿着表面及内部连通微孔攀附生长.涂层与基体界面处存在涂层成分(Ca,P)与基体成分(Ti,Al,V)的互扩散,涂层与基体通过扩散反应形成牢固的冶金结合.残余应力在界面结合区域出现峰值,陶瓷层和过渡层界面附近为221 MPa,涂层与基体界面附近为108 MPa,从涂层到基体残余应力逐渐减小.     

航空发动机制件报废锻压模具激光熔覆修复研究

采用自配的合金粉末,利用激光熔覆技术,对航空发动机制件报废高温锻压模具进行了修复.利用OM、SEM、XRD、显微硬度计对熔覆层的组织结构及硬度进行了研究.结果表明,熔覆层与基材实现了良好的冶金结合,熔覆层基体相为α-Fe,基体相上分布着结晶析出的Fe5C2、Fe2B、FeSi等相,还有一定量的非晶组织.熔覆层最表面硬度较低为670 HV0.2,在熔覆层内部硬度变化不大,平均为730 HV0.2.     

激光熔覆工艺参数对MoFeCrTiWAlNb高熔点高熵合金涂层组织和性能的影响

为了提高工具铜的重复使用寿命,通过激光熔覆技术在高速钢表面成功制备了MoFeCrTiWAlNb高熔点高熵合金涂层,利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM/EDS)、显微硬度计等设备,探究了激光功率、激光扫描速率对高熵合金涂层显微组织和硬度的影响规律.结果 表明:当激光功率较小时,熔覆层较浅,熔...     

激光热处理用新型吸光涂料与碳素墨汁的比较研究

为了克服碳素墨汁、磷化剂等传统吸光涂料吸光率低、污染环境的缺点,作者研制了一种激光热处理用新型的吸光涂料,并将该涂料与碳素墨汁进行了比较研究,结果表明,这种飞机色涂料具有手感细腻、与金属基体结合牢固、干燥快、无毒、无刺激性气味、环境友好、易清除等优点,且对10.6μm波长的CO_2激光的吸收率达85%以上,而碳素墨汁的吸光率只有30%,在相同工艺条件下,涂有新型涂料试样激光淬火后的硬化区面积和硬化层深度分别为3.44mm~2和1.05mm,而碳素墨汁分别为1.01mm~2和0.32mm;涂有新型涂料试样激光淬火后表面洛氏硬度平均为HRC57.6,而碳素墨汁平均为HRC38.6;涂有新型涂料的试样无论聚集法还是宽带法激光淬火后,其表层压应力均大于碳素墨汁,且涂有新型涂料的试样表层的最大压应力为-429MPa。     

复合喷丸强化对EB-PVD制备CoCrAlY涂层高温氧化性能的影响

为了研究复合型的高能喷丸工艺对EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的高温氧化性能,采用0.3N、0.3N+0.1N和0.3 N+0.2 N的喷丸强度对CoCrAlY涂层进行了表面强化。观察了喷丸强化前后涂层的表面形貌;测量了喷丸前后涂层的表面粗糙度、表面残余应力、涂层的厚度和截面硬度;对比分析了喷丸前后涂层物相变化以及涂层高温氧化性能。结果表明:复合喷丸强化比普通高能喷丸强化对EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的抗高温氧化性能提升更加明显,0.3N+0.1N的复合喷丸工艺对提升涂层的高温抗氧化性能最好。相较普通喷丸工艺,复合喷丸工艺更能明显降低EB-PVD制备的CoCrAlY涂层表面粗糙度,提高涂层的致密度,改善物相结构,进而提升涂层的抗高温氧化性能。喷丸强度大于等于0.3 N时,CoCrAlY涂层表面出现鳞状突出物,导致氧化物在此处择优生长,生成的氧化膜中的应力在此处集中而发生破裂,降低涂层的使用寿命,但复合喷丸能消除该鳞状突出物。     

压缩机滑片表面黑带成因分析

本文对压缩机滑片热处理后表面黑带的成因进行了分析,认为生产厂家的模具长期使用使其表面受损(如出现沟槽),在轧制或拉拔带材时划伤其表面从而在划伤处产生应力集中。在热处理过程中由于热应力和组织应力的作用,导致划伤部位产生大量的显微裂纹。     

高温合金激光表面熔铸Ni基合金涂层热疲劳性能研究

研究了高温合金ＧＨ３３激光表面熔铸Ｎｉ基合金涂层的热疲劳性能。结果表明，每次热循环后，熔铸层中的最终残余应力是残余热应力与组织应力共同作用的结果，经一定次数热循环，涂层组织形貌仍遗传了激光熔铸时的形貌，但枝晶变粗大；多次热循环后，涂层出现蚀坑，且多在涂层与基材接合处出现。涂层疲劳损伤形式为应力腐蚀。     

反续热处理对激光熔铸层残余应力的影响

本在镍基合金ＤＺ４的光辉熔铸然基基合金层，研究了后续热处理温度对熔铸层残余应力，显微硬度和金相组织的影响，结果表明，在低温退火处理时，可部分地消除熔铸层的残余应力，而熔铸层组织和显微硬度并无明显变化，在高温退火处理时，熔铸层大部分应力得以消除，但熔铸层显微硬度下降，同时，熔铸层枝晶组织开始碎化。     

EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的喷丸强化EI北大核心CSCD

使用强度为0.1 N、0.2 N、0.3 N以及0.45 N的喷丸对用EB-PVD制备的CoCrAlY涂层进行表面强化,观察了喷丸强化前后涂层的表面形貌,测量了喷丸前后涂层的表面粗糙度、表面残余应力、涂层的厚度和截面硬度,对比分析了喷丸前后涂层物相变化以及涂层高温氧化性能。结果表明:当喷丸强度为0.2 N时,CoCrAlY涂层的抗高温氧化性能大幅度提高。喷丸强度大于等于0.45 N时涂层出现破损,抗高温氧化性能降低。适当强度的喷丸能降低CoCrAlY涂层表面的粗糙度,提高涂层的致密度,改善物相结构,进而提高其抗高温氧化性能。喷丸强度大于等于0.3 N时CoCrAlY涂层表面出现鳞状突出物,Al氧化物在此处择优生长,Al氧化膜因应力集中而破裂,降低涂层的使用寿命。     

高温合金激光熔覆过程温度场的数值模拟

在考虑高温合金K417G相变潜热、热物性参数随温度变化、对流与辐射总的换热系数随温度变化的条件下，采用有限元软件ANSYS建立了高温合金激光熔覆动态三维温度场模型。结果表明：在激光熔覆的初始阶段和最后阶段温度迅速上升，中间阶段各个节点有基本相同的热循环曲线，只是时间的先后不同；沿激光束扫描方向和与扫描方向垂直的方向都存在极大的温度梯度，温度梯度的存在引起较大的热应力，而热应力的存在是激光熔覆过程易产生裂纹的主要原因。